《沙丘》蒸馏服成真!宇航员从此告别尿不湿

全是创新 2024-12-06 14:49:37

还记得《沙丘》里的“蒸馏服”吗?就是那个能把身体废液转化为饮用水的神奇服装。

根据影片中的描述,由于阿拉基斯星球上的水资源非常稀缺,对弗雷曼人来说,水就像黄金一样珍贵。所以他们都必须身着这种特殊的衣服,才可以在沙漠中肆无忌惮的冒险。而如果你认为这只是科幻电影的天马行空,那你可得擦亮双眼了,因为康奈尔大学的科学家们已经将这一想法变成了现实。是的,你没看错。这就是一种新型的宇航服系统,可以把尿液转化为饮用水,让宇航员们从此告别尿不湿。

要知道,在太空中和阿拉基斯星球其实类似,水对宇航员来说也是相当的宝贵。所以,空间站上配有复杂的水循环系统,确保每一滴水都能被循环利用。

比如宇航员的尿液、洗澡水都会通过一个过滤器,再经过蒸馏等处理之后,最终成为清洁的饮用水。因此宇航员们也常常笑称:今天的尿就是明天喝的咖啡。可虽然空间站里能把尿液变成水,但穿在身上的宇航服却不行。众所周知,为了进行科学实验或维修,宇航员会出舱在太空中行走。而宇航服除了要解决太空中的“尘埃”对宇航员的伤害之外,还要处理的就是他们的大小便。只不过,传统宇航服中利用的是一件吸水能力极强的“布”,即最大吸收服MAG。它还是 20 世纪 70 年代末的发明设计,其功能类似于“多层成人尿不湿”。据称,能够容纳最多一升的尿液和 75 克的粪便。听起来好像不错,可是科学家发现它们却会危害宇航员的健康。因为常会发生泄漏,而无法区分尿液和汗液,导致出现皮疹和异味问题。同时,还面临着粪便交叉污染、尿路感染和胃肠道不适等风险。除此之外,单纯在太空中就会导致脱水,而体力消耗更大的太空行走又会导致进一步脱水。尽管目前宇航服内的饮料袋为宇航员可提供 32 盎司的水和少量葡萄糖,但太空行走一般可能持续 10 个小时,紧急情况下甚至可能长达 24 小时,所以这点水根本就不够用。

而如今,有了这一种新型宇航员尿液收集和过滤系统,或称为“沙丘蒸馏服”,那问题就可以解决了。它利用正向和反渗透回收尿液,这也是空间站当前废水处理系统所使用的技术,从而去除尿液中的污染物并将其过滤为饮用水。该系统包括一件由多层柔性织物制成的内裤,并可根据宇航员身材定制。

同时,一个由硅胶制成的收集杯与内裤连接,让尿液快速从身体吸出后流入杯中,而收集杯有两种不同尺寸和形状,分别对应男和女。

然后,液体会进入过滤系统。先将尿液中的水去除,变成盐溶液,然后用泵将纯净水与盐分离。

整个装置将放在宇航服背部的背包中,尺寸为 38 x 23 x 23 厘米,重量约为 8 公斤。当然,这只是原型的大小,随着进一步迭代,背包尺寸和重量都会变小。但与沙丘中的蒸馏服不同,它不能依靠人的运动提供电力,宇航员必须携带 20.5 伏电池,为系统的泵、传感器、显示屏和其他组件供电。

值得一提的是,它的效率非常高,收集和净化 500 毫升尿液只需五分钟。

并且,它还和原有的宇航服内的水袋相连,在那里还可补充电解质和碳水化合物,以将水变得更有营养和能量。简单来说,只要有尿,就会有源源不断的水。这样一来,宇航员在太空行走时再也不用担心没有水喝了。

看到这里,也许你要问了,《沙丘》里的“蒸馏服”不是还能把人的汗液变成水喝吗?其实做到这一点并不难,前段时间一个名为Hacksmith Industries的团队就设计了一个可把汗液变成水的服装,灵感同样来自电影《沙丘》。

他们在衣服的背后安装了一个小型的热交换器,并配有一个小型锂电池。当汗水流到其上面时,就会凝结,滴落到一个集水瓶中。

甚至,还有一个过滤面罩,当你呼吸的时候,温暖的空气会被送到服装中,经过冷凝器元件也可收集到水瓶中。最后,内嵌的四级水过滤器,就会把其变成饮用水,再通过吸管,就可以喝到了。

是不是感觉很有《沙丘》的味道?如果将其和前面所讲的宇航员尿液回收系统都整合在一起,那就是妥妥的现实版“蒸馏服”。

看来科幻电影也许并非虚构,而就是超前剧透的纪录片……

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