比科幻更神奇!空间站竟用厕所废水制造氧气?

丢了半只炀 2025-04-30 12:10:16

在《火星救援》《星际穿越》等科幻电影中,主角总能用高科技设备“凭空造氧”,但现实中的空间站更令人震撼——宇航员的尿液、汗液甚至呼出的水汽,经过一套精密系统处理后,竟能变成维持生命的氧气!这种“变废为宝”的技术,连科幻编剧都自叹不如。

在地球上,氧气似乎唾手可得,但在距地面400公里的空间站,每一口呼吸都是精密计算的成果。早期太空任务依赖氧气罐供氧,但这种方式成本极高(1公斤物资发射成本约2万美元),且无法支持长期驻留。国际空间站(ISS)的答案:用科技重构自然循环。

地球上的氧气主要来自植物的光合作用,但在空间站里显然没有那么多植物,虽然可能有实验性的种植,但应该不是主要的来源。我们都听说过电解水可以分解成氧气和氢气,那是不是空间站主要用这个方法?电解水需要电力,空间站的电力来自太阳能板,所以应该没问题。偷偷告诉你们一个冷知识:ISS每天可回收6升尿液,制氧效率高达84%!宇航员的尿液会被收集到特制容器中,加入防腐剂防止细菌滋生。这些“原料”看似无用,实则暗藏玄机——尿液中含有95%的水分。

纯水被送入电解槽(Oxygen Generation System),通电后分解为氢气和氧气(2H₂O → 2H₂↑ + O₂↑)。氧气直接供呼吸,不过电解水会产生氢气,这部分氢气怎么处理?是不是还有其他的系统来处理这些副产物,比如将氢气与二氧化碳反应,生成水和甲烷,这样水可以再利用,甲烷可以作为废物排出。这样的话,整个系统是不是更高效。那空间站如何收集宇航员呼出的二氧化碳,用氢氧化锂或其他化学吸附剂,但更先进的系统可能用分子筛或者循环利用的方式,比如将二氧化碳参与萨巴蒂尔反应,这样既处理了二氧化碳,又生成了水,进而得到氧气,实现资源循环利用。

总结起来,空间站的氧气主要来自电解水,辅以二氧化碳的回收处理,以及备用的化学产氧系统。这样的多层次的系统确保了氧气的持续供应,并且尽量循环利用资源,减少对地面补给的依赖。同时,应急情况下还有储存的氧气和化学产氧设备作为备份,保障宇航员的安全。

很多朋友好奇中国空间站用的什么方法,中国“天宫”采用更先进的动态水气平衡技术,通过控制舱内温湿度,从空气中冷凝回收水蒸气;搭配Bosch反应器(CO₂→C + O₂),氧气再生率超90%。2022年神舟十四号任务中,航天员蔡旭哲公开表示:“我们的再生水,比地面矿泉水更纯净。”

从尿液到氧气,这场跨越400公里的资源革命,不仅是科技的胜利,更揭示了宇宙生存的终极哲学:在浩瀚星海中,没有真正的“废物”,只有尚未被唤醒的价值。当科幻作家还在幻想反物质能源时,科学家早已用一滴水,写下了属于现实的星辰史诗。如果你在太空站,敢喝自己尿液转化的水吗?评论区聊聊你的选择!

0 阅读:3