太空飛船中是如何用水的

當(dāng)你此時此刻嘩嘩用水的時候，你可想到宇航員在太空用水的情景？宇航員職業(yè)令人神往，但進(jìn)入太空的至今只占人類的億分之幾。他們在太空見到的最美麗的景致,恐怕就是地球這顆美麗的“水球”了。水是生命之源，人可以不吃東西，但不能沒有水和空氣。那么，太空飛船中的水問題是如何解決的呢？

一、水從哪來

飛船生命保障分系統(tǒng)中最為重要的是供水系統(tǒng)，它的主要任務(wù)是供給航天員生活用水。水從哪里來？飛船內(nèi)的供水系統(tǒng)是采用多種方法解決的。如果飛船飛行時間較短的，宇航員用水的來源主要是直接攜帶。但帶去麻煩，不容易，而且用不了多久。由于載人飛船發(fā)射費用昂貴，約1萬美元／千克，而一個航天員每天需要消耗水2500毫升，迄今為止，美國和俄羅斯都采用這一方法，這樣更加方便安全食用。通常航天器發(fā)射時攜帶的水儲存在嚴(yán)格消毒后的玻璃或金屬罐中，每個水罐的容量不大，以避免剩水變質(zhì)和浪費。但是航天器所能攜帶的水畢竟有限，因為帶多了就會增加航天器的有效載荷，使火箭的發(fā)射重量成倍增加，何況帶得再多，也不能保證宇航員長時間飛行的需要。但如果要在太空長期居住，恐怕飛船內(nèi)要鬧水荒了?，F(xiàn)階段，毫無疑問，寥寥可數(shù)的載人航天大國中，宇航員的太空用水基本上都是從地球上帶去的，如中國的神州飛船、美國已經(jīng)退役的航天飛機等。由于此類航天器在太空滯留時間較短，人們水用量較少，所以在飛船上布置水循環(huán)系統(tǒng)會太麻煩。如果是空間站這類需要長期在太空中滯留的飛船，則飛船上的飲用水除了從地球上運去的以外，主要依靠水循環(huán)裝置凈化——說白了，就是將人體排出的液體（尿液、汗水、大便中的水分）以及生活廢水，通過各種手段收集，然后用逆滲透膜過濾，然后再次飲用、使用。

由于空間站長期滯留太空，安裝這種水循環(huán)設(shè)備就有利可圖了。對于這種空間站而言，從地球上運水只是水循環(huán)設(shè)備的一個補充而已。

二、如何喝水

在太空微重力環(huán)境中絕不能用杯子飲水，因為在微重力條件下水不會往下流，所以將杯子倒過來水也不會自動流進(jìn)嘴里面。在太空飲水一般都是用吸管吸。裝飲料的容器一端有一個注水孔，航天員用塑料吸管插入注水孔吸飲。中國人愛喝茶，營養(yǎng)專家配制了一種茶精，喝的時候，航天員只要將水從單向閥門注入，再捏一捏晃一晃，就可以喝了，據(jù)說味道相當(dāng)不錯。

（我國神州十號宇航員王亞平）

三、如何洗澡

太空中的水是十分珍貴的。在空間站中，宇航員每天所需的水量約為3.5 公升。雖然可以洗澡，但在太空中洗澡對于航天員來說仍然是項大工程。由于處在失重狀態(tài)，洗澡要先把腳固定住，不然身體被水一沖會不停翻跟頭。失重環(huán)境下的水也和地球上的不一樣，不會聚在一起，而是一粒粒的小水珠，很容易嗆傷人，航天員還要戴上呼吸罩和護目罩。

洗完澡后，身上的污水不會自動流下來，需要開動水泵連同空氣一起抽走。洗一次澡，真正的洗澡時間只有15分鐘，可清理污水和其他準(zhǔn)備工作卻需45分鐘左右。

航天員的洗發(fā)液是特制的。這種洗發(fā)液96%的成分是從植物中提取的，在失重的狀態(tài)下能變?yōu)槭旨?xì)小的顆粒。洗頭時，它很容易帶走頭上的污垢。洗完后，用餐巾紙或毛巾一擦，洗發(fā)液就被清除得一干二凈。目前，航天員洗臉主要還是靠濕毛巾擦拭，這也是中國航天員采用的洗臉方式。

四、如何沖廁所

在太空飛船中沖廁所的概念，與我們?nèi)粘Ｉ罹屯耆煌?，不能用水沖，它是靠風(fēng)機來抽吸，先把其中的水分、臭氣抽掉，再把干的部分自動用塑料袋密封起來。小便也是這樣，有專用的小便收集器，防止小便在艙內(nèi)飛濺，以免引起艙內(nèi)污染和電線短路。美國“奮進(jìn)”號航天飛機上裝備有一種太空馬桶，造價高達(dá)2340萬美元。這種馬桶可貯存處理更多糞便，有獨立的尿液分離器，可將尿和糞便分開處理。馬桶上的氣流導(dǎo)引裝置，解決了失重條件下人體排泄的困難。美國科學(xué)家一直為太空站的污水處理問題絞盡腦汁，多年來，美國宇航局（NASA）也一直在考慮如何更加高效地解決污水循環(huán)利用的問題。亞拉巴馬州漢斯維爾市的馬歇爾航天飛行中心日前測試完成一種太空站水循環(huán)處理設(shè)備。這種設(shè)備不僅可以凈化宇航員呼吸運動產(chǎn)生的體液，甚至連“尿液也處理得比任何一個水龍頭里流出來的水還要清潔”。

（太空飛船中的如廁設(shè)備）

五、如何用水進(jìn)行太空實驗

（我國航天員在太空進(jìn)行水試驗電視教學(xué)）

除了宇航員要用水，不少太空試驗也要用到水。比如,美籍華人物理學(xué)家王贛駿的“液滴實驗”,就是用水和甘油的混合液, 制成直徑1厘米的液滴,懸在太空實驗箱中進(jìn)行的。滾圓滾圓的液滴,晶瑩透亮,利用聲波能量控制,時而旋轉(zhuǎn),時而振動,時跑時停,活潑極了。這個實驗是從500多項申請中篩選確定的14項之一。它能幫助人們推知天體運行的一些性質(zhì),為尋找理想的耐高溫材料、合成新材料提供科學(xué)依據(jù)。所以,雖耗資5000萬美元,占用了實驗室1/6的空間,也是很有意義和值得的。

（未來太空城中巨大的水循環(huán)系統(tǒng)）

結(jié)語：太空之旅，使人類充滿誘惑，而解決水問題，令人絞盡腦汁。宇航員將來可否能自己動手種植收獲作物，加工制作食品，榨取果汁，提取水源，以保證供應(yīng)在太空生活中的水袋子和菜籃子，也許在不久的將來，人們要在空間站長期入住和星際之旅等，只要種植面積足夠的像甘薯、土豆、小麥、浮萍等作物，不論多長時間的旅行和入住都能保證豐衣足食，水源充足，人類可以長期生存！如果人類還想飛得更高更遠(yuǎn)，水的供應(yīng)畢竟是少不了的。但要真正要解決太空用水問題，還需待時日。

（本文來自科普中國-科普科幻作者雷虹。個人微信公眾號：細(xì)聽星語）