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突破:國際空間站實(shí)現(xiàn)99%的尿液回收率,每滴都能留給伙伴

水資源的重要性不言而喻,特別是在太空探索中,它顯得尤為珍貴。然而,宇航員太空中進(jìn)行任務(wù)時(shí),要面臨嚴(yán)峻的水資源短缺問題。尿液和汗液等生理排泄物,如果不加處理就會(huì)成為甚至危及宇航員生命的威脅。因此,在太空中開發(fā)高效的水回收技術(shù)是至關(guān)重要的。

NASA的宇航員們?cè)?strong>國際空間站上實(shí)現(xiàn)了98%的水回收率,可謂是太空探索中的重大突破。經(jīng)過多年的探索和實(shí)驗(yàn),水回收技術(shù)終于取得了重要的進(jìn)步。早在2008年,NASA就在國際空間站上安裝了尿液處理裝置,可惜運(yùn)行并不穩(wěn)定,時(shí)常出現(xiàn)故障和停機(jī)現(xiàn)象。隨著科技的發(fā)展,NASA利用高科技開發(fā)了一套智能系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)將尿液、汗液和水汽等轉(zhuǎn)化為飲用水,循環(huán)利用水資源,成為太空探索難以逾越的水回收技術(shù)。

智能水循環(huán)系統(tǒng)的構(gòu)成

智能水循環(huán)系統(tǒng)主要包括環(huán)境控制和生命維持系統(tǒng)。這一系統(tǒng)由多個(gè)部件組成,各個(gè)部件在水回收的過程中都發(fā)揮重要的作用。除了回收尿液外,還可以回收宇航員呼吸、出汗和水汽產(chǎn)生的水分。智能水循環(huán)系統(tǒng)的構(gòu)成如下所示:

1.尿液處理裝置:尿液處理裝置可以分解尿液中殘留的有害物質(zhì),把水分分離出來,使其達(dá)到我們吃的食品都不如的純度,使得宇航員可以喝到純凈的水。

2.水處理裝置:呼吸、出汗和水汽產(chǎn)生的水汽會(huì)被先進(jìn)的除濕器捕獲,然后進(jìn)入水處理裝置,再次制造出飲用水。

3.鹽鹵處理裝置:鹽鹵處理裝置是實(shí)現(xiàn)水循環(huán)利用的核心設(shè)備,它可以從尿液蒸餾過程中產(chǎn)生的鹽鹵中提取出剩余的水分,并將其儲(chǔ)存起來,供宇航員使用。實(shí)現(xiàn)了鹽鹵中水分的充分分離,達(dá)到了水的循環(huán)利用。

智能水循環(huán)系統(tǒng)的制造過程

智能水循環(huán)系統(tǒng)的制造過程需要經(jīng)過多年的研發(fā)和測(cè)試,上文所述的每個(gè)部件的制造和使用都需要團(tuán)隊(duì)成員的共同努力。其中,鹽鹵處理裝置的發(fā)明和使用則是實(shí)現(xiàn)水循環(huán)利用的重要關(guān)鍵。

鹽鹵處理裝置可以通過正滲透的技術(shù),利用溫度和壓力的差異將鹽鹵中的水分通過半透膜分離出來,再次實(shí)現(xiàn)水的回收利用。NASA在2019年將鹽鹵處理裝置送入太空站,并在2020年開始了測(cè)試。鹽鹵處理裝置通過技術(shù)手段充分提取鹽鹵中的水分,拓寬了水的利用渠道,實(shí)現(xiàn)了水的再次利用,大大減少了水的浪費(fèi),保持了水資源的可持續(xù)利用。

智能水循環(huán)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展

智能水循環(huán)系統(tǒng)可以使宇航員們更好地利用有限的水資源,減少對(duì)地球的依賴。同時(shí),這種系統(tǒng)也可以為未來更長遠(yuǎn)的太空探索提供可持續(xù)的水資源,大幅度削減成本和時(shí)間。這套設(shè)備的使用不僅能夠保證宇航員的生命,還能帶給人們未來的機(jī)遇與發(fā)展。在實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的同時(shí),宇航員們也需要克服心理上的障礙,接受喝自己和同伴的排泄物中提取出來的純凈水這一事實(shí)。

個(gè)人總結(jié)

智能水循環(huán)系統(tǒng)的成功應(yīng)用并不是因?yàn)楹?jiǎn)單的機(jī)器和技術(shù)的集合,而是需要團(tuán)隊(duì)成員的共同努力,經(jīng)歷了多年的研究和實(shí)踐,才使得能夠獲取如此高的水回收率。在這個(gè)過程中,我們可以看到天朝科學(xué)家們的無畏精神,這種無畏精神不僅限于太空探索,而是應(yīng)該成為我們做任何事情的動(dòng)力。相信“智能水循環(huán)系統(tǒng)”這樣的太空技術(shù)也會(huì)不斷地向前推進(jìn),讓我們共同期待著它在未來的推廣和應(yīng)用中發(fā)揮更多的作用。

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