空間站吃喝拉撒,生活垃圾如何處理?天宮:尿液要循環…


空間站吃喝拉撒,生活垃圾如何處理?天宮:尿液要循環利用的頭圖

空間站吃喝拉撒,生活垃圾如何處理?天宮:尿液要循環利用

兵馬未到糧草先行,天舟“餓”號載著魚香肉絲、宮保雞丁等120多種好吃的,早早就在空間站等著3位航天員入住。不過,我們不能光想著吃,三個月吃喝拉撒會產生的大量生活垃圾,該如何處理?

尿液很寶貴,可以循環利用

先說液體垃圾,水資源在太空非常寶貴,而且又非常危險。因為空間站內處於失重狀態,水會懸浮在空中,而空間站內又存在大量的電子設備,接觸之後,後果難以預料。

生活中,小到汗液、口水、喘息,大到洗漱、洗澡與尿液,這些都是水的來源。少量的水還行,它們會逐漸蒸發形成水汽。大量的水該如何處理?

對於水汽,空間站會利用冷凝系統將水汽凝結成液態水進行淨化再利用。

空間站設有專門的封閉衛生間,裡面有包裹式“淋浴間”可以手持噴槍(小水流)進行簡單的擦拭(原來只能用濕紙巾),包裹式“淋浴間”及時抽走水滴,進行收集,然後進行淨化再利用。

在衛生間的排尿設備會將尿液直接抽走,經過專門的處理系統,旋轉蒸餾,冷凝收集,淨化再利用,包括電解制氧、二氧化碳去除,有可能飲用。殘留的尿鹼濃縮液則進行壓縮打包。

尿液處理系統是由航天科工二院研製的,通常2小時的工作週期內,可以從6L尿液中提取5L蒸餾水,經過淨化後的水質高於我國《飲用標準》及《航天員飲用標準》。

較大程度的水循環與氧循環是長期駐紮的基礎,而且可以減輕天舟的荷載。最終,生活液體垃圾只剩下打包後的濃縮液。

生活垃圾打包帶走

關於其他垃圾,暫時沒有很好的處理方法。早幾年俄羅斯科學家製造出的微生物處理設備,利用微生物降解垃圾進行發電,但存在一定局限性。

首先垃圾局限於食物殘渣、頭髮、毛髮、皮屑、餐巾紙、粑粑等有機垃圾,但食品袋、衣物就不行了,因為在空間站中,還要兼顧耐用、存儲等特殊用途。其次這種處理設備每100~400個小時後就要補充新的微生物群。

目前,對於生活垃圾,我們採取的辦法還是收集、壓縮、囤放,而關於粑粑則是直接抽到密封袋中,進行脫水、壓縮,囤放起來,這樣可以大大節約佔地面積。有飛船返程時就會將所有垃圾帶入大氣層進行燃燒。

為何不能扔到太空中?

宇宙雖然很大,但人類發射的深空探測器都達不到10個,最遠的是旅行者1號,重815千克,從1977年發射到現在都還沒走出太陽系。因此將幾噸重的垃圾扔向遠空不太現實。

如果扔近點又存在巨大的威脅。早期人類並沒有意識到這樣做的後果,所以在地球的周圍累積了大量生活垃圾、破碎的衛星、飛船零件以“死亡”的衛星,總重量已達4500噸。

這還是一部分太空垃圾失速後掉入大氣燃燒後的剩餘數據。誰也不希望,子孫後代看著太空望遠鏡,不是飄過一隻鞋就是一個快餐袋。目前,近地軌道上大於1毫米的垃圾已經超過1億塊。這些垃圾也在繞著地球轉,它們的速度達到了2.8萬km/h,這相當於AK47子彈的10多倍,因此威力極大。

根據俄羅斯的航天數據,國際空間一年會遇到幾百次太空垃圾撞擊警報,雖然很多都檫肩而過,但總有不幸運的時候。最近,國際空間站的懸掛在外面的機械臂保溫層就被擊穿過,還好垃圾很小,孔徑只有5mm。

為了應對這種情況,美國和俄羅斯就各自弄了一套監視系統,像“大媽”一樣專門盯著太空中10厘米以上的垃圾,對它們每一塊進行編號,跟踪。因為這種大小的垃圾足以徹底摧毀一切衛星與航天器。一旦航天器被摧毀,還會分解成更多的垃圾,形成連鎖效應。 2020年,國際空間站就發現了兩塊避無可避的小垃圾,只能無奈進行兩次變軌躲避。

不過,國際空間站較老,我國天和號、神舟十二號等飛船構建成的天宮號空間站運用的材料強度更高,可以輕鬆抵禦小垃圾的撞擊。同時我們也構建了一套非常完善的微波雷達預警系統,可以提前發現較大的撞擊物,從而進行提前避讓。而且構建初始,我們已經吸取了大量國際空間站的經驗,更大程度的使空間站模塊化,一旦出現撞擊損壞,可以很快的進行在軌維修與更換。

當然,垃圾我們還是不能亂扔的,因為它們會變成近地軌道的槍林彈雨,我們要為子孫後代留點天空。