国际空间站如何循环利用空气和水

国际空间站的储存设施非常困难。即使火箭有足够的空间运送数千磅的水和氧气来为六个月的任务提供补给，你也很难找到地方存放它们。因此，工程师们想出了创造性的方法，从宇航员的汗水、尿液和呼吸中榨取必需品。但我们还没有完全恢复。目前，国际空间站回收了 90% 的水（每年超过 1,000 加仑）和 40% 的宇航员呼吸氧气。其余的氧气来自补给任务。这张图显示了 NASA 如何如此接近一个自给自足的太空之家。

1. 宇航员

地球上的人类每天要消耗大约 80 加仑的水，而国际空间站的居民每天只需要一加仑的水来喝水、洗澡和补充水分。宇航员的身体会产生大量的汗液和二氧化碳，它们都会被吸入通风口，然后被回收利用。

2. 尿液回收系统（厕所）

当宇航员上厕所时，马桶里的微真空会将尿液吸入低压舱，迫使水蒸发。这样就会产生盐水，为随后抛出并燃烧在大气层中的航天器提供补给，而水蒸气则会被送去净化。

3. 制氧系统

如果原子成分分离，H₂O 可以发挥双重作用。在美国实验室的墙壁后面，带电膜将分子分开。氧气被泵入舱室，而氢气则进入专门的反应堆 Sabatier，重新变成水。

4.萨巴蒂尔反应堆

在这台机器内部，一股约 750°F 的高温打破了二氧化碳内部的键，迫使其分解成组成元素。碳和氧与空间站氧气生成系统中的氢结合，生成 H₂O 和甲烷 (CH₄)，后者排放到太空中。

5. 水回收系统

回收的水流入美国实验室舱室，在那里，类似 OxyClean 的反应会消灭引起异味的分子并杀死细菌。一剂碘可以消灭任何潜在的残留物，但宇航员会定期对水进行测试以确保万无一失。

6. 饮水机

宇航员将水灌入小金属袋中，然后用吸管吸水，或用注射器将水挤到脱水食品上。洗澡时，宇航员将水直接喷到皮肤和头发上，然后混入免洗洗发水，以抑制运动后产生的异味。

本文最初发表于《大众科学》杂志 2019 年夏季刊《Make It Last》上。