Alina名名 我们的街拍时刻 2021-06-23
如果说到最近发生了什么事情最令国人开心？那一定少不了在6月17日，神州十二号载人飞船成功发射，中国人首次进入自己的空间站。
神舟十二号载人飞船作为中国当之无愧的大国重器，是无数航天人心血与智慧的结晶，也是我国先进的科学技术的集大成者。
航天员聂海胜、刘伯明和汤洪波在天和核心舱上向全国人民问好敬礼
相信这段时间，大家对于神舟十二号的了解也越来越深，当然也对航天员们的舱内生活更加感兴趣，比如他们将首次开展较长时间的出舱活动，再比如中国空间站采用“移动WiFi”，可以进行视频沟通，而且还有丰富的餐食......
这一次航天员们需要利用90天去适应“新房“里的太空生活，吃喝拉撒自然成为头等大事。航天员们的饮用水也是问题之一，今天我们就来研究一下太空上的废水处理。
“我们的街拍时刻”独家栏目
【我们的环保时刻】
第 四十四 期
如果说神舟十二号是一辆车，那么天宫一号和天宫二号就是一室一厅的小公寓，天和核心舱则是110立方米，安装“全屋净水“的大平层。
在2021年5月29日，中国宇航局便向空间站发射了天舟2号货运飞船，把6.8吨物资提前运到。
但从清单中可以看出，太空作业用品占据了物资的绝大部分，运水只能成为“顺带”。
用地面补充水，也就是通过货运飞船定期往空间站上送水，成本十分昂贵。
据国际空间站称，美国NASA和俄罗斯宇航局通过航天飞机/货运飞船运送水，平均每升水要花费11000美元的代价。而中国神舟飞船的供水量为每人每天3.0L。
我们知道，人每天正常的饮水量为1500毫升至2000毫升，航天员也不例外哦~
那么，根据当前国际航天平均运载成本，1千克物体的发射成本约为14万元至35万元不等，而我们在地面上常用的500毫升瓶装水1-2元钱即可买到。
以此换算，如果通过地面补充水，神舟12号在太空的这90天，仅水一项就需要花费5千7百万元，是不是听起来还蛮吓人的。
因此，要满足航天员的用水需求，还得依靠水循环净化装置，即废水处理再利用。
航天科技集团五院529厂为核心舱打造了一系列“水处理”家居，操作也就是如下图⬇️
简单点说，无论在太空舱内的任何废水，都会循环利用，包括尿液！
虽然听起来有些怀疑和不太舒适，但这些废水在一系列的处理之后，就会变成饮用水标准，所以完全不用担心。
水处理子系统是将核心舱内航天员的尿液以及舱内的冷凝水等废水进行收集过滤，然后通过RO反渗透技术（Reverse Omosis）进行渗透净化处理。
一般来说，水的流动方式是由低浓度流向高浓度，水在被加压之后，将由高浓度流向低浓度，而RO膜的过滤精度是0.0001微米，可以将废水中大部分的有害物质过滤掉，最终实现污水变净水，达到饮用水的标准。
通过反应后生成的纯净水，还需要对其进行消毒处理。目前为止，我国采用银离子作为航天饮水的消毒剂。
航天科技集团五院529厂也据此研制出灭菌组件，为系统提供了饮用水的健康保障。
通过银离子发生器和控制器，为水源提供杀菌功能的银离子，采用开环控制方式，通过调整上位机上的触发信号，使控制器输出相应的电压，以控制银离子产生速率，保证水中银离子浓度，以此为航天员提供能长期灭菌的高品质饮用水做好保障。
先过滤再杀菌，废水处理系统中的多重工序充分保证了航天员能够毫无顾虑的使用甚至饮用自己或他人生产“出来”的水。
这样的方式不仅省钱省力，而且航天员的饮用水绝对不会安全问题。
尿处理子系统实现了从“尿”中取“水”，成功变废为宝，实现了空间站水资源的循环利用，同时减轻了货运飞船的载荷负担，降低空间站的运营成本。
空间站尿液处理技术是国际公认的技术难题，也我国空间站建造的关键技术之一。
废水再利用的提出，延长了人类太空作业时间，拓宽了宇宙探索边界，对于全球航天事业来说具有里程碑意义。
太空垃圾不容忽视！
我们说完太空舱内的循环利用，再来分析一下舱外的神秘太空。
车多了，会发生拥堵，太空也一样。但不同的是，地面的交通事故，可以及时清理。太空如果发生了撞击，可绝不是小事情。
地球轨道上90%都是太空垃圾，它们飞行速度是子弹的7倍。一颗绿豆大小的垃圾与航天器碰撞，就相当于一颗手榴弹的威力。
碎片可按照危害程度以尺寸分类。
10厘米以上的大碎片，如果撞击到航天器的话，会直接造成航天器解体;
1厘米至10厘米之间的中碎片，很难被监测到，撞击到航天器会造成部分功能的损失或失效;
厘米级以下的是微小碎片，撞击的长期累积效应会影响航天器部分器件的功能衰减，也会影响航天器寿命。
NASA发布的太空垃圾分布模拟图
国际空间站用Canadarm 2号机械手抓住一块旧的太阳能电池板，将其移至安全距离后将其丢弃。随这块旧太阳能板重达2.5吨，是有史以来国际空间站制造的最大的太空垃圾。
图片来源：NASA
清理太空可不比清扫地面，不仅难度大，而且成本高。
目前比较具体的太空垃圾清理方案设想有五个，包括“弹弓-卫星太空清扫器”“立方太阳帆”、大气层爆炸、“激光扫帚”、太空清理卫星。
这些还在技术层面，成本也非常高，实用层面还存在一定困难。
2016年，我国发射了一颗“遨龙一号”卫星，通过在太空中伸出一只机械“手臂”，对空间碎片进行抓捕，取得了较好的效果。
这表现出我国负责任的大国形象，而且“遨龙一号”还有一项潜在的功能就是反卫星武器，担任着巡航太空的责任。
这在国际上是首例。这一航天上的“中国制造” 让人们看到了清理太空垃圾的希望。
所以，在我们探索太空的奥秘时，也希望越来越多的国家能够加入太空垃圾的清理中来～
毕竟我们赖以生存的地球只有一个，无论是“球”内还是“球”外都要好好保护！
特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
