空间站太空中水如何循环利用水？

导言：大胆回收前人没有回收过的水。来自欧洲航天局的信息展示了国际空间站宇航员是如何尽力回收他们所能回收的每一滴水。

珍惜每一滴水

欧洲航天局（ESA）发布了关于宇航员在国际空间站（ISS）是如何回收利用水的信息。

将水送入太空是极其的昂贵，美国太空探索技术公司向太空运输货物的费用为每磅（0.45 kg）2500美元/磅，运输440磅（200 kg）货物则需支付110万美元。

所以，国际空间站宇航员通常会收到大约40 L的临时水护理包。

空间站供水需求惊人地减少了

1600加仑（约6m3）

空间站水处理设备工作原理（第一部分）

图片来自Aquatech

为此，国际空间站采用了一种高效的闭合循环系统，以此来回收尽可能多的水。

空间站的水处理设备（WPA）每天可以从宇航员的汗液、呼出气体和尿液中能回收产生多达36加仑（约136 L）的饮用水。

空间站水处理设备工作原理（第二部分）

图片来自Aquatech

闭合水循环的必要性

2017年，国际空间站将水处理设备更新为反渗透膜，以便减少水处理设备多重滤床的补给量。并且改进了水处理设备催化反应器的催化剂，以降低运行温度和压力。

在2021年，国际空间站进一步改进了盐水处理设备（BPA）。这有助于从宇航员尿液中去除更多的盐分，进一步增加原过滤器中的再生水。

尽管水处理设备多年来一直在改进，但美国宇航局表示在不输送淡水的情况下，安全运送宇航员进入太空还需要很长的一段路要走。

位于休斯顿的美国宇航局约翰逊航天中心高级探测系统生命支持系统项目副经理Caitlin Meyer说：“为了离开近地轨道，使长时间远离地球探索成为可能，我们需要闭合水循环系统。”

废物到资源

国际空间站对水处理设备的升级使尿液水分回收率达到了87%。

Meyer说：“尿液回收系统利用蒸馏法产生了盐水，而盐水系统（BPA）则接收盐水并继续提取其中剩余的水。”

将经过深度处理的尿液和回收的冷凝水混合，并再次通过水处理设备。从而使水处理设备总的回收率达到93.5%。

今早的尿液就是明早的咖啡！

为了安全到达火星，美国宇航局预测水处理设备回收率至少要达到98%。

尽管自给自足的火星旅行可能还需要多年时间，但美国宇航局对水的循环利用则非常重视。

2020年，生物监测公司Orb获得了美国宇航局一笔未公开的研究经费，用于为航天器舱室开发实时、无破坏性微生物水监测。

当时，Orb公司首席执行官Lorenzo Falzarano表示：“没有比空间站更流行循环水的地方了。今早的尿液就是明早的咖啡！”

此外，尽管水循环系统已经在国际空间站运行，但日本工程师仍在寻找改进能源消耗和减小设备尺寸、重量的技术。