刊登日期 : 2021-12-31
“太空教师”王亚平在2021年12月的“天宫课堂”上回答香港学生提问，说到他们所喝的都是“再生水”。到底“再生水”是什么，又从何而来？它与传闻中的“太空人喝尿”有关吗？
中国航天｜3太空人进驻天宫 每天用水12升
说“再生水”之前，先说一下“天宫”太空站上的用水问题。
正常轨道飞行的太空人，每人每天饮用水供给量约为3公升，包括了直接饮用和还原脱水食物的用水，这与成年人在地球上所需摄入水量差不多。
即使以每名太空人每天需要3公升水计算，在神舟十三号任务里，翟志刚、王亚平和叶光富在“天宫”驻守180天，他们需要水已超过1,600公升。
另外，人类生存离不开氧气，中国太空人需要的氧气，是在“天宫”上人工制造的。制氧原理很简单：分子是由两个氢原子和一个氧原子（H2O）构成，故水经过电解就能产生氧和氢。
据报道，1升水大约可电解出600升氧气，已稍稍多于成年人一天的消耗量。但是，制氧的前提又是水，3名太空一天就是近3公升水。
太空中既无江河，更无雨雪，“天宫”上3名太空人每天必须的11至12公升水如何解决？
目前太空站的水源主要有三种，第一种最“简单粗暴”，就是直接从地球往太空送水。例如为神舟十三号任务“打前站”的天舟三号货运飞船，就带了多组满载的水箱。
不过，从地球送水只能应付短时间太空任务，像神舟十三号长达半年的任务，送水只能作为辅助，不会是主力，个中原因既是飞船运载力有限制，更是成本问题。有内地传媒曾报道，从地球向太空站运送饮用水，每升成本高达14至35万元人民币。
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中国航天｜水回收和循环再用是最佳方案
而第二个方法是在太空站“造水”，就是通过氢氧燃料电池，让氢和氧于催化剂的作用下，在两个电极上氧化成水。该方法难度不算大，惟涉及及能源和成本等问题，未成主流。
至于第三个方法，也是现阶段最佳、最具操作性的方法，就是把水回收和再生，实现循环再用，这亦是国际太空站和中国“天宫”太空站都采用的方法。而经回收和再生的水，就是王亚平提到的再生水。
在太空站上制作再生水，需要一个复杂的水再生系统。以中国太空站的水再生系统为例，它可再分为冷凝水收集、尿处理、水处理三个子系统。
其中的冷凝水收集系统，是透过降温除湿的方法，把蒸发在空气中水份回收，原理就像家里用的抽湿机。要知道太空人每天会透过呼吸、排汗等，向空气排湿大约1.8公斤，在滴水串金的太空站里，它的价值可想而知。
至于尿处理，就是把尿转化为水。这听起来可能有点厌恶，但它是太空站更重要的水源。
一名太空人每天排尿约1.6公斤（尿比重较水稍大，1.6公斤尿略少于1.6升），而尿液中除了5%有机物和无机盐外，95%是水份。
中国航天｜黑科技处理 6升尿变5升蒸馏水
官方资料显示，驻守天宫的太空人，尿液经收集后便进入尿处理系统，先是添加化学药剂作预处理，防止尿素水解，再以“蒸气压缩蒸馏技术”处理。
据报道，该尿处理系统能从6公升尿液中，提取出5升蒸馏水，其运作速度约为每小时2.5升。
当然，尿处理系统的实际运作是极其复杂的，其科技含量也是太空站整个生命保障系统里最高的，研制难度举世公认；在国际太空站，尿处理便是最迟应用的子系统。
话说回来，从尿处理系统而来的蒸馏水，仍不能饮用。它和从空气中取得的“冷凝水”一起，要再进入水处理系统，先净化，后用银离子技术杀菌，运作过程也是绝高科技。
经过水处理系统后，空气中水份、太空人尿液等，就成为了达到饮用标准的再生水，供应太空人饮用、制氧和卫生所用，并开始另一个再生循环。
专家称，中国太空站的水循环系统，能够循环利用80%的水，最大程度满足太空人生活。
知道中国太空站上的水很大部份是由尿液而来，大家或许也想知道，这些“天上之水”的“口感”会否有什么特别。
“太空教师”王亚平在“天宫课堂”上没提及，但有报道引述美国宇航局水质子系统主管莱恩（Layne Carter）说：“太空环境过滤饮用水口感有点儿像瓶装水，这些水主要源自尿液处理系统，因此在饮用水时必须克服心理障碍。”
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