太空人可能很快就能透過太空衣喝到自己淨化後的尿水
在不遠的將來,太空人可能會喝到從自己的尿液中提取的水,這得益於宇航服中集成的一個由”沙丘”啟發的系統,,如果順利的話,這肯定比直接尿在尿布上要好得多。
目前,當太空人需要長時間穿著太空衣時,他們會將尿液直接排入”最大吸收力服裝”(MAG)中……這基本上是一種高級成人尿布。尿液留在衣服裡,緊貼皮膚,直到他們能夠脫衣服為止。
不用說,這不是一種非常舒適或衛生的安排。此外,MAG中的尿液會和其他衣物一起被丟棄。在太空船或太空站中,每一滴可能飲用的水都是神聖的,這可能被視為浪費。
在《沙丘》的書籍和電影中,沙漠星球阿瑞克斯的居民用”靜止服”解決了這一問題,這種“靜止服“可以將他們的汗水和尿液回收利用,變成可飲用的水。在克里斯多福-梅森(Christopher E. Mason)教授的領導下,康乃爾大學的科學家現在也開發了類似的現實世界系統。
下面是它的工作原理;
使用者穿戴由多層柔性織物製成的改良MAG,其中包含一個成型的矽膠收集杯,可套在生殖器上。收集杯有男用和女用兩種,內襯均為聚酯超細纖維或尼龍-氨綸混紡材料,可將尿液排出體外。
當配戴者向尿杯中小便時,尿液會被一個整合的濕度感測器檢測到,從而觸發一個泵,將尿液從杯子的內襯中抽吸出來,進入一個相連的背包中。在那裡,尿液會通過一個兩步式正向和反向滲透過濾系統。這個過程將水與尿液中的其他成分(包括鹽分)分開。
尿液收集杯,裝在改裝過的MAG 內
然後在淨化水中添加電解質,以便在太空行走或其他可能需要數小時才能完成的活動中提供能量。最後,強化水被抽入類似水袋的太空衣內飲水袋。雖然太空衣中已經裝有這種水袋,但如果能定期補充回收的尿液,水袋的體積就會更小。
在該系統的現有原型版本中,收集和淨化500 毫升(17 盎司)尿液僅需5 分鐘。此外,該裝置將尿液轉化為飲用水的效率高達87%。
背包式設備包含一個兩步驟正向和反向滲透過濾系統
電池供電的背包尺寸為38 x 23 x 23 公分(15 x 9 x 9 英吋),重量約為8 公斤(18 磅)。隨著技術的進一步開發和進入下一階段的測試,這些數字可能會越來越小。
梅森說:”我們的系統可以在模擬微重力條件下進行測試,因為微重力是我們必須考慮的主要空間因素。這些測試將確保系統在實際太空任務中部署之前的功能性和安全性」。
有關該專案的論文最近發表在《太空技術前沿》雜誌上。