陈根：在太空站中喝尿？NASA神操作？_风闻

文/陈根

在太空站喝尿这是怎么回事呢？其实这是很正常事情，就是尿液的再循环使用。这技术听起来好像很简单，但是这项技术实施起来的难度非常大。

其实在以往的短周期任务中，航天员所需的消耗性物资及水可以通过地面与空间往返运输支持，但是在长期载人飞行的空间站中，如果消耗性资源通过地面供给，则会产生巨大的运输及维护费用。**因此，在太空的长期性项目中，就必须要对消耗性物质进行回收再生利用，**将一些主要的消耗品，比如大气和废水回收再生并加以利用，减少地面后勤的负担，降低运行费用。

在太空之中，水资源非常缺乏，在空间站长期驻留，不可能隔几天就送水上天，所以，空间站采用的再生式环境控制与生命保障系统，要实现废水的闭路循环。那么在废水再生系统中，废水的来源包括二氧化碳还原，降温除湿产生的冷凝水，生活废水及乘员尿液。

尿液含各类有机物和无机物100 多种, 其中, 约占 5 % 的杂质主要是尿素、氯化钠和各类酸。 尿液中有机物、氨氮和盐的含量都很高, 其最主要杂质尿素是不稳定的极性非离子污染物, 处理难度较大。其中最主要的原因是在空间站所处的微重力环境下, 没有流体静压力 、没有重力驱动对流 、没有沉积作用, 液体的定向流动和分离都难以进行。

**因此尿液, 是空间站中最难处理的废水，空间站尿液处理技术是国际公认的技术难题，也是我国空间站建造的关键技术之一。**这项技术难度有多难呢？我就举个直观的例子，航天技术强国之一的俄罗斯，主要采用渗透膜蒸发技术进行航天员尿液再生处理，但这项技术的处理能力效能不高，所以俄罗斯航天员有时会将尿液装袋，送到美国舱段进行过滤处理，但偶尔美国也会拒绝这一申请，所以俄罗斯航天员的尿液就无法100%被利用。

目前在空间站所处的微重力环境下，空间站尿处理方法主要有蒸馏法 、高级氧化法和生物法。

美国则采用的就是蒸气压缩蒸馏技术（VCD），2009年已经应用到国际空间站中的美国舱段中。与其它水处理系统相比，蒸汽压缩蒸馏过程是一个热自发过程，易于控制；尿液在略高于环境的温度下蒸发, 出水水质好；循环尿液的质量分数( w u) 可达 50 ，水回收率较高，而且其装置具有重量轻、体积小、功耗低的优点。而NASA宣布了这项新技术，这个系统可以将这些废水的转换率提高到98%。这里要给大家说个数据，比如到空间站，或者火星上开展为期两年的任务。每人每天需要最少一加仑（3.8升）的水。

如果航天器有四名船员，那么至少需要大约九吨的水。不仅仅是尿液，包括在太空舱里的呼吸和汗液。如果不加以利用的话，这些尿不仅会变成成吨的尿液，并且长时间会释放出毒性物质，当然还包括给运营增加了难度，还需要经常有物资运送火箭来回运送水和这些排泄物。

NASA最新研发的系统就是将这些排泄物都收集起来，然后进行提纯处理之后转换为饮用水，并且转化率提高到了98%。这意味着这项技术的突破，不仅为太空探索，也为我们实现太空移民的生活水问题提供了解决方案。