@ 2019.06.26 , 12:00

国际空间站如何循环空气和水?

作者:Kaitlin Sullivan

对于国际空间站(ISS)而言,储存物资是很紧张的。即便发射来的火箭还能带上来够用6个月的水和氧气,也没什么地方能存好。所以工程师们就开始琢磨宇航员本身了,汗液、尿液、呼吸,争取统统自给自足,但目前还是达不到100%循环利用的。ISS现在可以循环90%的用水——每年1000加仑(约3.78立方米),还有40%的氧气。剩下的就需要地面来补给了。以下信息展示了NASA如何力争实现天上也能自给自足。

1. 宇航员
还在地上的人类每天要使用80加仑(约0.3立方米)的水,ISS上的宇航员每天只能用1加仑(约3.7升)水来喝、洗澡以及给食物加水。宇航员的身体会产生大量汗滴和二氧化碳,这些都会被吸入通风口然后进入循环系统。

2. 尿液回收系统(马桶)
宇航员上小号的时候,马桶里的真空区会把尿液抽进低压室,然后尿液里的水分会被蒸发。然后留下盐水,送到补给飞船上,然后被抛入大气层燃烧殆尽;也会再生成水蒸汽,用来给ISS去除污染。

3. 氧气生成系统
如果把水分子的原子成分分开,氢和氧可以执行双重任务。ISS内美国舱实验室有带电的膜可以分裂分子,把氧气泵进入机舱,同时氢气流向专用反应堆——“萨巴蒂耶”系统,生成水和甲烷。

4. “萨巴蒂耶”反应器
在这台机器内部,大约750°F(约382摄氏度)的热量破坏了二氧化碳内部的键,迫使它分解为原子。碳和氧与来自该站的氧气发生系统的氢结合,产生水和甲烷,甲烷排入太空,水留下。

5. 水循环系统
再生水流入美国实验室模块中的腔室,其中产生氧化清洁剂一样的反应,摧毁引起气味的分子并杀死细菌。再来一剂碘消除了任何潜在的病菌,但宇航员经常测试水,为了确保安全。

6. 饮水机
宇航员把水充入小金属袋并通过吸管吸水,或通过注射器将水挤到脱水食物上。为了淋浴,工作人员将水分直接输送到他们的皮肤和头发上,然后用免洗洗发水,洗完之后味道还不错。

本文译自 popsci,由译者 HW 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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