空間站吃喝拉撒,生活垃圾如何處理?天宮:尿液要迴圈利用
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,可以迴圈利用
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裝置,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(原來只能用溼紙巾),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。
在衛生間的排尿裝置會將尿液直接抽走,
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》。
較大程度的水迴圈與氧迴圈是長期駐紮的基礎,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制造出的微生物處理裝置,利用微生物降解垃圾進行發電,但存在一定侷限性。
首先垃圾侷限於食物殘渣、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、儲存等特殊用途。其次這種處理裝置每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資料。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。
根據俄羅斯的航天資料,
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釐米以上的垃圾,對它們每一塊進行編號,跟蹤。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
空間站模組化
,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
。
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