皇冠足球app:重口警告!航天员的尿液去哪了?

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  出品:科普中国

  神舟十三号载人飞船发射成功,当我们仰望星空时,又多了一份对于航天员们的牵挂。同时,又对航天员在太空中的生活状态充满好奇。

  航天员在太空中的饮用水、生活用水从哪来?产生的污水又如何处理?今天我们就来聊一聊太空中的“水处理”。

  Part.1  地上的“废水”,太空的“宝物”

  在太空中,一个航天员每天生活的必备物资,包括空气、食物和水等,折合为有效载荷大概是15公斤。尽管目前太空运输技术不断进步,每公斤运输成本仍然在10000美元以上。这就意味着,能带上太空的物资非常有限,特别是水。对于长期在轨甚至未来探索火星等空间任务而言,将航天员在太空中产生的水和废物循环利用起来至关重要。

  提到废水循环,可能第一时间想到的可能尿液。没错,尿液的回收和再利用不仅可以满足航天员们的饮水和卫生用水需求,还能制氧。

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  航天员的尿液如何处理,才能被重新利用?

  首先,需要对尿液成分进行分析。尿液中的化学成分会因饮食、环境和体力活动而异,但除水以外的主要化学成分为尿素,其次是钾离子和钠离子。此外,航天员尿液中的钙离子含量较高,这是因为航天员处于失重状态,骨应力的变化会引起肾脏的适应性调整,肠道对钙的吸收减少,尿钙排泄便会增加。

尿液是空间站水回收利用的原料(图片来源:veer图库)

  一天之内产生的尿液不可能立即进行净化和使用,那么就需要对尿液进行存储。

  随着尿液存储时间的延长,尿素会水解成氨气、铵根离子和二氧化碳。通过监测尿液pH值、电导率和渗透压的增加,可以判断尿素的水解程度,掌握其中化学组分的变化,进而有针对性地对尿液进行处理。

  为了防止微生物生长和保持尿液化学稳定性,国际空间站上的尿液处理装置会使用特殊的物质来降低尿液的pH值及稳定尿液,以备存储到足够数量后进行后续处理净化。

  Part.2  尿液净化按流程,回收利用有妙招

  将尿液回收、净化需要经过一套复杂的工序,简单来说,让尿液经过蒸馏装置,将水蒸发分离出来,而后输送至颗粒过滤器和多次过滤系统去除无机物和非挥发性有机物,进一步在催化反应器中氧化低分子量的有机物,最后通过气液分离和离子交换装置,将其中的无机盐离子去除,并消除残留微生物,便可再次利用。

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2 留言

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