[读懂科学]在太空里连尿液粉末中的水分都要挤干
NASA开发技术 回收再利用高达98%的用水
尿液蒸馏残渣中的水也可回收
“有利于火星探测等无法补给的任务”
对于进行长途旅行的人来说，水和食物的补给始终是重要课题。通过发现新大陆而改变历史的15~16世纪大航海时代也不例外。为了让人们能在船上长时间进食，人们发明了腌制肉、硬饼干以及用盐腌制的卷心菜（酸菜）。冷萃咖啡和朗姆酒也是在这一时期诞生的。进入21世纪，人类试图走出地球、进行太空旅行，同样面临类似的课题。若要往返火星，至少需要在狭窄的宇宙飞船中被封闭6个月到1年。高质量且均衡的膳食、洁净的饮用水供应是必不可少的，同时还必须将重量、维护管理和成本降到最低。
在此背景下，美国国家航空航天局（NASA）近期开发出一项可以“连一滴尿液都不放过”，将已用水的98%进行再生和回收的技术，引发关注。
NASA于当地时间20日表示，已通过国际空间站（ISS）的环境控制与生命保障系统（ECLSS）对这一技术进行了实验并获得成功。ECLSS内置了水再生系统，会收集宇航员使用过的水并送入水处理装置（Water Processor Assembly，WPA），将其净化到可再次饮用的水平。尤其是还配备了高性能除湿机，连宇航员呼吸和出汗后释放到空气中的水分也能捕捉并转化为水。此外，还设有尿液处理装置（Urine Processor Assembly，UPA），通过在真空环境中对尿液进行蒸馏，将其转化为净化水。
NASA在此基础上改进了ECLSS设备，成功实现功能升级。此前安装在国际空间站上的尿液处理装置虽然能够净化尿液，但仍有少量水分残留在废弃物（盐分）中被一并丢弃。为改善这一问题，NASA开发了新的盐分处理装置（BPA），并于近期安装在国际空间站上。利用这一BPA，NASA成功将已用水的再利用率提高到了98%，而此前的回收率约为93%至94%。BPA的原理是：将经过UPA处理后产生的盐水再次通过特殊膜过滤，然后暴露在高温干燥空气中，使其中的水分成分蒸发出来。
这些水蒸气由国际空间站的高性能除湿装置捕获后，再送入WPA进行回收利用。WPA使用特殊滤芯过滤异物，再通过催化反应器分解并去除微量污染物。系统中还安装了传感器，对水质进行检测，若水质超过标准限值，则会再次进行处理。为抑制微生物滋生并实现长期储存，系统中还配备了向水中添加碘的装置。在国际空间站上，每名宇航员每天大约消耗1加仑（3.786升）水，主要用于准备食物、刷牙等卫生活动。
也有观点对将尿液回收再制成饮用水感到排斥。然而NASA强调，这种水比地面生产的任何自来水都更加洁净，而且由于要安装在宇宙飞船内部，系统在设计之初就考虑到无需维护管理或更换零部件也能长期运行。
负责开发这一系统的NASA相关负责人Jill Williamson表示：“在无法进行补给的深空探测任务中，必须能够回收并再利用乘员所需的全部资源。通过减少装载的水和氧气，可以增加科学任务的比重，也能让乘员无需顾虑这些问题，专注于任务目标。”
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