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神舟12號(hào)“出差”太空90天,這些廢水處理技術(shù)大有用處!

發(fā)布日期:2021-06-18 14:02:51  |  關(guān)注:1687

如果說(shuō)神舟12號(hào)是一輛車,那么天宮一號(hào)和天宮二號(hào)就是一室一廳的小公寓,天和核心艙則是110立方米,安裝“全屋凈水“的大平層。

6月17日9時(shí),伴隨著倒計(jì)時(shí)聲,三位航天員駕駛著12號(hào)“車”,開始了他們的“出差”之旅。
與以往不同,這一次航天員們需要利用90天去適應(yīng)“新房“里的太空生活,吃喝拉撒自然成為頭等大事。
正所謂,兵馬未動(dòng),糧草先行。早在5月29日,中國(guó)宇航局便向空間站發(fā)射了天舟2號(hào)貨運(yùn)飛船,把6.8噸物資提前運(yùn)到。

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從上方的物資清單可以看出,太空作業(yè)用品占據(jù)了物資的絕大部分,運(yùn)水只能成為“順帶”。
因此,要滿足航天員的用水需求,還得依靠水循環(huán)裝置凈化,即廢水處理再利用。

1、核心艙里的廢水處理系統(tǒng)


水再利用的提出,延長(zhǎng)了人類太空作業(yè)時(shí)間,拓寬了宇宙探索邊界,對(duì)于全球航天事業(yè)來(lái)說(shuō)具有里程碑意義。
但在小編看來(lái),其最直接最根本的意義就是省錢省力。
當(dāng)然,這是相對(duì)于地面補(bǔ)充水而言。
地面補(bǔ)充水,即通過(guò)貨運(yùn)飛船定期往空間站上送水(上文所提到的天舟2號(hào)),成本十分昂貴。
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據(jù)國(guó)際空間站稱,美國(guó)NASA和俄羅斯宇航局通過(guò)航天飛機(jī)/貨運(yùn)飛船運(yùn)送水,平均每升水要花費(fèi)11000美元的代價(jià)。而中國(guó)神舟飛船的供水量為每人每天3.0L。
以此換算,如果通過(guò)地面補(bǔ)充水,神舟12號(hào)在太空的這90天,僅水一項(xiàng)就需要花費(fèi)57000000元。
正因如此,航天科技集團(tuán)五院529廠為核心艙打造了一系列“水處理”家居。

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核心艙內(nèi)的“水處理”家居可將廢水凈化。據(jù)介紹,水處理子系統(tǒng)是將核心艙內(nèi)航天員的尿液以及艙內(nèi)的冷凝水等廢水進(jìn)行收集過(guò)濾,然后通過(guò)RO反滲透技術(shù)(Reverse Omosis)進(jìn)行滲透凈化處理。
一般來(lái)說(shuō),水的流動(dòng)方式是由低濃度流向高濃度,水在被加壓之后,將由高濃度流向低濃度,而RO膜的過(guò)濾精度是0.0001微米,可以將廢水中大部分的有害物質(zhì)過(guò)濾掉,最終實(shí)現(xiàn)污水變凈水,達(dá)到飲用水的標(biāo)準(zhǔn)。

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通過(guò)反應(yīng)后生成的純凈水,還需要對(duì)其進(jìn)行消毒處理?,F(xiàn)階段,我國(guó)采用銀離子作為航天飲水的消毒劑。
航天科技集團(tuán)五院529廠也據(jù)此研制出滅菌組件,為系統(tǒng)提供了飲用水的健康保障。
通過(guò)銀離子發(fā)生器和控制器,為水源提供殺菌功能的銀離子,采用開環(huán)控制方式,通過(guò)調(diào)整上位機(jī)上的觸發(fā)信號(hào),使控制器輸出相應(yīng)的電壓,以控制銀離子產(chǎn)生速率,保證水中銀離子濃度,以此為航天員提供能長(zhǎng)期滅菌的高品質(zhì)飲用水做好保障。
先過(guò)濾再殺菌,廢水處理系統(tǒng)中的多重工序充分保證了航天員能夠毫無(wú)顧慮的使用甚至飲用自己或他人生產(chǎn)“出來(lái)”的水。
 

2、航天強(qiáng)國(guó),還需跨界聯(lián)合

隨著全球航天事業(yè)的不斷發(fā)展,人類深空飛行和地外探索任務(wù)將會(huì)愈發(fā)頻繁,包括廢水再利用、空氣循環(huán)等在內(nèi)的物化再生生保系統(tǒng)必將成為新一輪太空競(jìng)賽的焦點(diǎn)。

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因此,在航天強(qiáng)國(guó)的道路上,各行各業(yè)都應(yīng)如魯迅所言,“能做事的做事,能發(fā)聲的發(fā)聲。有一份熱,發(fā)一份光。
食品企業(yè)已然成功“牽手”航天事業(yè),用120多種航天美食交出滿意答卷。
環(huán)保企業(yè)也積極跨界,分享技術(shù),拿出更多航天用水處理方案,舉世矚目間,有環(huán)保人發(fā)光發(fā)熱。

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