每個(gè)宇航員每天大約需要消耗18.5升水,其中冷水10升,熱水8.5升,如果6名乘員飛行7天,需要7770公升。宇航初始階段,曾采用從地面帶水的方法來(lái)解決宇航員飲水的問(wèn)題。這種辦法雖好,但要設(shè)計(jì)巨大的貯水池,要增加輔助設(shè)備的重量。這樣一來(lái)有效載荷重量就要減少,尤其是宇航員人數(shù)增多,載人飛行時(shí)間延長(zhǎng),這種方法日益見(jiàn)拙。
經(jīng)過(guò)多年來(lái)載人航天實(shí)踐的不斷改進(jìn),目前宇航用水采取多種辦法并舉的辦法解決。一是儲(chǔ)備水,一般載人航天器都設(shè)有相應(yīng)容積的水箱,是宇航生命保障系統(tǒng)的必備設(shè)備之一,發(fā)射之前就注滿水,供宇航員飲用。二是人工制造水,主要由氫氧燃料電池完成。燃料電池是一種產(chǎn)生電和水的化學(xué)電池,電池中的氫和氧在催化劑的作用下,分別在兩個(gè)電極上氧化成水。這種水首先經(jīng)過(guò)冷卻器冷卻,使溫度下降到18~24℃,然后進(jìn)入銀離子消毒器經(jīng)凈化處理送入貯水箱。燃料電池每天可產(chǎn)生約90千克的水,夠6個(gè)宇航員飲用。美國(guó)航天飛機(jī)攜帶3個(gè)燃料電池,每小時(shí)可產(chǎn)生6.8千克純水,24小時(shí)160千克水。三是回收水,宇航員及其他乘員每人每天要排泄1.6升尿,尿中含有96%的水分。此外還有不少的洗滌水可以回收。從氣體、液體、固體混合物中提煉純水的最好辦法是蒸餾方法,飛船上配備了以處理廢水(尿)為主的一套蒸餾設(shè)備。這套設(shè)備由蒸餾器、過(guò)濾器、泵組成,與貯水箱連接。廢水送人過(guò)濾箱進(jìn)行沉渣處理,固體沉淀下來(lái)送廢物壓縮箱貯存,經(jīng)過(guò)過(guò)濾后的尿是比較單純的液體。這種液體經(jīng)過(guò)蒸餾器進(jìn)一步去掉固體和有毒物質(zhì),再經(jīng)過(guò)殺菌消毒處理,并進(jìn)行化驗(yàn),其合格凈水就可供宇航員飲用了。冷熱水管道供應(yīng)的冷水溫度為7.2~12.7.12之間,熱水溫度在12.7~49℃。如果進(jìn)一步加熱,可得到71℃的水。宇航員用餐、洗澡、盥洗的水都是靠這些方法解決的。前蘇聯(lián)“禮炮-7”號(hào)空間站設(shè)有兩個(gè)儲(chǔ)水器,總重為400千克,裝在空間站的機(jī)器艙中,其水管直通廚房,其水一方面由燃料電池供給,一方面由“進(jìn)步”號(hào)運(yùn)輸飛船送來(lái)進(jìn)行補(bǔ)給。
每個(gè)宇航員每天大約需要消耗18.5升水,其中冷水10升,熱水8.5升,如果6名乘員飛行7天,需要7770公升。宇航初始階段,曾采用從地面帶水的方法來(lái)解決宇航員飲水的問(wèn)題。這種辦法雖好,但要設(shè)計(jì)巨大的貯水池,要增加輔助設(shè)備的重量。這樣一來(lái)有效載荷重量就要減少,尤其是宇航員人數(shù)增多,載人飛行時(shí)間延長(zhǎng),這種方法日益見(jiàn)拙。
經(jīng)過(guò)多年來(lái)載人航天實(shí)踐的不斷改進(jìn),目前宇航用水采取多種辦法并舉的辦法解決。一是儲(chǔ)備水,一般載人航天器都設(shè)有相應(yīng)容積的水箱,是宇航生命保障系統(tǒng)的必備設(shè)備之一,發(fā)射之前就注滿水,供宇航員飲用。二是人工制造水,主要由氫氧燃料電池完成。燃料電池是一種產(chǎn)生電和水的化學(xué)電池,電池中的氫和氧在催化劑的作用下,分別在兩個(gè)電極上氧化成水。這種水首先經(jīng)過(guò)冷卻器冷卻,使溫度下降到18~24℃,然后進(jìn)入銀離子消毒器經(jīng)凈化處理送入貯水箱。燃料電池每天可產(chǎn)生約90千克的水,夠6個(gè)宇航員飲用。美國(guó)航天飛機(jī)攜帶3個(gè)燃料電池,每小時(shí)可產(chǎn)生6.8千克純水,24小時(shí)160千克水。三是回收水,宇航員及其他乘員每人每天要排泄1.6升尿,尿中含有96%的水分。此外還有不少的洗滌水可以回收。從氣體、液體、固體混合物中提煉純水的最好辦法是蒸餾方法,飛船上配備了以處理廢水(尿)為主的一套蒸餾設(shè)備。這套設(shè)備由蒸餾器、過(guò)濾器、泵組成,與貯水箱連接。廢水送入過(guò)濾箱進(jìn)行沉渣處理,固體沉淀下來(lái)送廢物壓縮箱貯存,經(jīng)過(guò)過(guò)濾后的尿是比較單純的液體。這種液體經(jīng)過(guò)蒸餾器進(jìn)一步去掉固體和有毒物質(zhì),再經(jīng)過(guò)殺菌消毒處理,并進(jìn)行化驗(yàn),其合格凈水就可供宇航員飲用了。冷熱水管道供應(yīng)的冷水溫度為7.2~12.7.12之間,熱水溫度在12.7~49℃。如果進(jìn)一步加熱,可得到71℃的水。宇航員用餐、洗澡、盥洗的水都是靠這些方法解決的。前蘇聯(lián)“禮炮-7”號(hào)空間站設(shè)有兩個(gè)儲(chǔ)水器,總重為400千克,裝在空間站的機(jī)器艙中,其水管直通廚房,其水一方面由燃料電池供給,一方面由“進(jìn)步”號(hào)運(yùn)輸飛船送來(lái)進(jìn)行補(bǔ)給。
其實(shí)國(guó)際空間站中的水,其實(shí)都是人體中循環(huán)出來(lái)的水經(jīng)過(guò)再一次處理之后產(chǎn)生的。你昨天喝的水可能就是你明天要喝的水。不要覺(jué)得無(wú)法接受,在太空這樣的環(huán)境中,每一點(diǎn)點(diǎn)資源都是無(wú)比正規(guī)的。
在國(guó)際空間站上生活的宇航員的會(huì)在呼氣或者出汗的時(shí)候丟失一定的水分。雖然一口呼吸或者一滴汗水可能不會(huì)太多的補(bǔ)充供給,但是國(guó)際空間站被設(shè)計(jì)成支持一隊(duì)6人小組的飛船,每個(gè)人都會(huì)呼吸和出汗。積少成多,這些呼吸和出汗產(chǎn)生的蒸汽有助于保持機(jī)艙周圍的濕度,并最終被冷凝,用于補(bǔ)充國(guó)際空間站的一般供水。
國(guó)際空間站
而且國(guó)際空間站為此專門設(shè)計(jì)了一個(gè)復(fù)雜的水管理系統(tǒng)可以盡可能的提取每一滴水,不管它來(lái)自人的呼吸,從洗澡水回收,吸收或口腔清潔的殘留,宇航員的汗液甚至是尿液都會(huì)被收集到的這個(gè)水循環(huán)系統(tǒng)中,即使是在國(guó)際空間站上的動(dòng)物也參與了這部分角色,他們也會(huì)呼吸和排尿,所以它們也參與了這個(gè)水循環(huán)系統(tǒng)。
國(guó)際空間站
此外國(guó)際空間站上還是有一些應(yīng)急水容器,它們看起來(lái)像個(gè)行李袋。這些水容器在組裝任務(wù)期間被帶到航天飛機(jī)上。每個(gè)應(yīng)急水容器裝了大約90磅水。但是,并不是有國(guó)際空間站的宇航員都飲用含有回收尿液的循環(huán)水。俄羅斯運(yùn)營(yíng)的國(guó)際空間站使的水過(guò)濾系統(tǒng)就有些不同,該系統(tǒng)只使用淋浴徑流和冷凝水。因?yàn)楸苊鈴哪蛞褐谢厥账@也就導(dǎo)致俄羅斯人的生產(chǎn)量略低于他們的美國(guó)同行在國(guó)際空間站的生產(chǎn)量。
宇航員出艙維修
雖然目前所有的再利用和循環(huán)利用系統(tǒng)無(wú)疑都是有效的,但不是絕對(duì)有效率的。研究人員一直在努力建造更好、更高效的機(jī)器和支持系統(tǒng),以減少水的流失,并找出其他方法來(lái)利用廢物產(chǎn)生的水。
所以說(shuō),能在太空站中長(zhǎng)時(shí)間生活的宇航員絕對(duì)都超級(jí)強(qiáng)大的節(jié)水意識(shí)和心里。
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