神舟十八将返回,400斤排泄物,3名航天员如何处理?带回地球吗?

玉尘飞啊 2024-11-04 17:16:38
序言

神舟十八号,三位航天员,六个月的太空之旅,带回的除了珍贵的科研数据,还可能有400斤的“太空垃圾”。

别觉得“垃圾”这个词low,这400斤包含着尿液、粪便等排泄物,以及其他生活废弃物。

为什么是“可能”呢?毕竟作为老百姓,这么“小众”的知识还真没几个人知道,所以在资源极其有限的太空环境中,它们到底是如何处理的?

神舟十八号任务即将结束,留下约400斤太空垃圾

三位80后航天员——叶光富、李广苏、李聪,在神舟十八号上驻留了半年,执行了大量的科研任务。他们面临的挑战不仅仅是失重环境下的身体适应,还有各种设备故障和技术难题。

但更接地气的挑战,可能来自每天产生的“垃圾”。在太空中,每一滴水、每一粒食物都弥足珍贵,更何况是这些看似无用的排泄物。这些排泄物,总重约400斤,怎么处理?

简单粗暴地带回地球?显然不现实。返回舱空间有限,增加负重意味着更高的风险和成本。

直接排放到太空中?这更不行,会加剧太空垃圾的污染,对未来的航天活动造成威胁。

那么,还有什么其他选择?中国空间站给出了答案:变废为宝。

中国空间站的尿液回收系统

中国空间站的生命保障系统,堪称黑科技满满。其中,尿液回收系统是重中之重。

这套系统可不是简单的过滤,而是集蒸馏、分离等多种技术于一体的“炼金术”。它的工作原理大致是这样的:

收集航天员的尿液;通过蒸馏技术将尿液中的水分提取出来;再利用分离技术去除尿液中的杂质和有害物质;将净化后的水进行消毒处理,使其达到饮用标准。

整个过程全自动化,效率高达83%,这意味着大部分的尿液都能转化为宝贵的纯净水。

这可不是什么概念设计,而是已经在空间站上运行的成熟技术。这些回收的纯净水,不仅可以供航天员饮用,还能用于清洁、设备冷却等方面,极大地减少了对地面补给的依赖。

要知道,往太空运送物资,成本高得吓人。有了这套系统,就能省下一大笔开支,还能腾出宝贵的运力,用于更重要的科研设备和实验材料。

国际空间站上有一句很形象的话:“今天的咖啡是明天的咖啡”。这句话背后,体现的正是循环利用的理念。

在资源有限的太空环境中,这种理念尤为重要。中国空间站的尿液回收系统,正是这种理念的最佳实践。

那么尿液可以回收利用,固体废物怎么办?总不能也“变废为宝”吧?

中国空间站的固体废物处理方式

在太空中,固体废物主要来源于航天员的粪便以及其他生活垃圾,比如食物残渣、包装袋等等。这些东西在地球上或许不算什么,但在空间站里,处理起来却很麻烦。

空间站的空间是很有限的,不可能无限期地储存这些废物,但这些废物如果不妥善处理,会滋生细菌,污染空间站的空气,危及航天员的健康。

为了解决这个问题,中国空间站采用了一种“打包带走”的策略。具体来说,就是将固体废物收集到专门的密封容器中,然后通过货运飞船运送到“垃圾回收站”。

这个“垃圾回收站”可不是什么固定的场所,而是指特定的货运飞船。例如,在神舟十二号和神舟十三号任务中,天舟二号和天舟三号货运飞船就分别扮演了“垃圾清道夫”的角色。

当这些货运飞船完成补给任务后,就会装载着空间站的垃圾,脱离空间站,进入地球大气层。在穿越大气层的过程中,这些垃圾会与飞船一起燃烧殆尽,实现“无害化处理”。

这种处理方式可谓好处多多,避免了将大量垃圾带回地球,减轻了返回舱的负担,也降低了污染地球环境的风险。

充分利用了货运飞船的剩余运力,实现了资源的有效利用。更是避免了在太空中长期储存垃圾带来的各种问题,确保了空间站的卫生和安全。

中国空间站在排泄物处理方面走在了前列,但这并非一蹴而就。在探索太空的道路上,人类也曾走过不少弯路,这是为什么呢?

国际空间站的排泄物处理经验

国际空间站的经验教训,值得我们借鉴。

早期的国际空间站,对排泄物的处理方式比较粗犷。尿液会被收集到容器中,然后通过补给飞船带回地球处理。

而固体废物,则直接排放到太空中。这种做法看似简单省事,实则后患无穷。排放到太空中的粪便,会成为太空垃圾,对其他航天器构成威胁。

更糟糕的是,这些粪便在坠入大气层的过程中,可能会产生有害物质,对地球环境造成污染。

美国宇航局(NASA)在20世纪70年代就意识到了这个问题的严重性。他们开始探索更科学的排泄物处理方法。

其中一个思路就是从源头减少废物的产生。他们改进了宇航员的饮食结构,减少固体废物的排放量。甚至还尝试过让宇航员在发射前服用流质食物和进行灌肠等方法,但这显然不是长久之计。

随着太空任务时间的延长,对生命保障系统的要求也越来越高。国际空间站最终也采用了类似中国空间站的尿液回收系统,并对固体废物的处理方式进行了改进。

这些经验教训,为中国空间站的建设提供了有价值的见解。

从早期简单粗暴的排放,到如今高效的回收利用,人类在太空排泄物处理方面的进步,体现了科技的力量,也展现了环保理念的深入人心。

“变废为宝”,这不仅仅是空间站的生存之道,也是人类未来可持续发展的必由之路。在资源日益枯竭的地球上,我们更应该珍惜每一滴水、每一粒粮食,更应该努力减少污染,保护我们的家园。

空间站的实践,为我们提供了一个很好的示范。

太空探索任重道远,排泄物处理只是其中一个环节。未来,我们需要更加先进的技术,来解决太空垃圾这个老大难问题。

更先进的回收利用技术,可以进一步提高资源的利用率,减少对地球补给的依赖。可降解材料的应用,可以从源头上减少太空垃圾的产生。

此外,建立太空垃圾监测系统,制定国际合作机制,也是未来需要重点关注的方向。

结语

400斤“太空垃圾”,看似不起眼,实则关系重大,细节决定成败,它考验着人类的智慧,也预示着未来的方向。

太空探索,不仅是技术的比拼,也是环保意识的较量。只有将科技进步和环保理念相结合,才能走得更远,飞得更高。

在此也预祝中国航天人再创辉煌,注意安全,地球的家人们等着你们回家!

信源:

澎湃新闻在2023-06-29《在太空站中喝尿?NASA神操作?》

中国载人航天工程网2022-03-23《我很想知道空间站的厕所什么样,排泄物又是怎么处理的?》

澎湃新闻2022-08-31《解密:中国空间站如何将太空垃圾分类处理?》

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玉尘飞啊

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