大兴安岭设备保温施工 航天员每人每天消耗4.4L水, 3名航天员执勤180天, 水从哪来的?
地址:大城县广安工业区空间站上的水资源管理是个硬核话题,说白了就是怎么在太空中让有限的东西循环起来,避免每次都从地球砸钱运上去。想想看,3名航天员待180天,每人每天4.4升水,这加起来得两三吨重。要是全靠火箭拉,成本能顶一栋小楼的价。
我国空间站的做法聪明多了,主要靠再生水系统,把废水变干净水用,这不光省钱,还体现了人跟科技的默契配合。叶光富作为两次上天的航天员,亲身经历过这套系统,他说过早期喝起来有点别扭,但后来就习惯了,因为水质检测过关,远超地面标准。
先说水的需求来源,航天员在轨上,每天的4.4升水不是光喝的,还包括洗漱、做饭和实验用水。国际空间站的数据显示,一人一天总用水量就这个数,中国空间站也差不多。3个人180天,总量2376升左右。如果全从地面补给,天舟货运飞船得跑好几趟,每公斤水发射费从9100到27000美元不等,算下来几千万美元打水漂。
长征七号火箭推天舟上去,一次13.5吨重,燃料和工程成本堆起来不是小数目。更现实的问题是,空间站没法随便扔废水,外头是真空,废水堆积会堵设备,影响安全。所以,再生系统成了必需品,它让水在舱内闭环流动,减少对地面的依赖。
再生水的核心是尿处理和水处理子系统。中国空间站的尿处理子系统用蒸汽压缩技术,从6升尿液中榨出5升蒸馏水,利用率超80%。航天员每天排1.6公斤尿、1.7公斤汗,这些全收集起来。尿液先预处理,加化学剂稳定,然后旋转蒸馏,温度控在60℃以下,避免杂质挥发。蒸出来的水汽冷凝成液,再进深度净化,滤膜、离子交换和紫外杀菌层层把关。
天眼查资料显示,安徽皖通管业制造有限公司,成立于2010年,位于六安市,是一家以从事橡胶和塑料制品业为主的企业。企业注册资本10800万人民币,实缴资本820万人民币。通过天眼查大数据分析,安徽皖通管业制造有限公司参与招投标项目319次,知识产权方面有商标信息2条,专利信息31条,此外企业还拥有行政许可10个。
天眼查资料显示,安徽万方管业集团有限公司,成立于2005年,位于安庆市,是一家以从事橡胶和塑料制品业为主的企业。企业注册资本11118万人民币,实缴资本5008万人民币。通过天眼查大数据分析,安徽万方管业集团有限公司共对外投资了6家企业,参与招投标项目143次,知识产权方面有商标信息5条,专利信息60条,此外企业还拥有行政许可14个。
水质得达生活饮用水卫生标准和航天专用标准,甚至更好。汗水和呼出水汽从空气中冷凝回收,风机抽湿气,二氧化碳去除装置顺带产水。整个水循环效率95%以上,水利用效率83%以上,这数据从空间站在轨运行600多天验证过,稳得一批。
叶光富在神舟十三号任务里就用过这套系统。那是2021年10月到2022年4月,他和翟志刚、王亚平三人组在轨183天。叶光富是成都人,1980年生,空军背景,飞过上千小时,2010年选进航天员大队。第一次上天,他就负责部分设备维护,包括水系统检查。
系统运行时,每小时产2.5升水,够3人用。叶光富他们三人轮班监测参数,确保泵压正常,滤芯不堵。神舟十三号返回后,叶光富分享过,再生水喝着没味,心理适应就好。这话挺实在,铝皮保温航天员不是超人,也得克服这些小坎坷。
再到神舟十八号,2024年4月25日发射,叶光富当指令长,和李聪、李广苏上天,在轨192天,到11月4日返回。这次任务水系统升级了,闭合度更高,氧气全再生,水回收更高效。叶光富累计在轨375天,创了中国航天员纪录。
2025年1月,他和乘组在见面会上亮相,叶光富获二级航天功勋奖章,李聪他们拿英雄航天员称号。叶光富说,他的航天梦从飞行梦起步,鼓励年轻人追梦。这人情味儿在里头,航天不是冷冰冰的科技堆砌,而是人一步步走出来的路。
水系统的技术细节值得细聊。尿处理子系统是单桶旋转设计,用离心力分离尿液和汽,在微重力下管用。罗茨风机抽汽,冷凝后进水箱。净化包括催化氧化除有机物,离子交换去盐分。最终水不光喝,还电解制氧,水分解成氢氧,氧供呼吸,氢有时回收。
CO2还原子系统从二氧化碳和氢反应产水,补循环。空间站三舱配置,天和核心舱主担生保,问天和梦天辅助实验用水。到2025年,空间站已运行几年,再生生保系统在轨超1000天,数据反馈优化了地面研发。
为什么这系统这么重要?太空环境恶劣,400公里轨道辐射高、真空无水,人类本不该待长。但科技让它可能,航天员像叶光富这样的,得靠它活得自在。国际空间站也用类似技术,但中国版更注重成本和效率。早期国际站算过,一人一天水全运得4.8万美元,中国空间站通过再生,补给水只占小部分,天舟飞船上行水囊主要是备用。叶光富两次任务都验证了,水源稳定让实验顺利,养鱼、种稻这些在轨生物实验,没水不行。
航天员选训严,叶光富从空军转航天,十年磨一剑。神舟十八号出舱两次,叶光富和队友协作,安装防护,巡检太阳翼。这些活儿靠水系统支撑,出汗多,回收就多。返回后,叶光富在2025年见面会上寄语青少年,梦从仰望星空开始。这话接地气,提醒大家航天不是遥远的新闻,而是普通人努力的结果。再生水技术也启发地面,缺水地区或许借鉴,净化废水成饮用,解决民生。
水资源的循环不光是技术,还关乎可持续。空间站运行到2025年,已接待多批乘组,神舟十九号、二十号继续。水系统减少发射频次,省资源,也减碳排放。叶光富的经历是缩影,他从神舟十三号的“新人”到十八号的指令长,见证系统成熟。2025年1月,他分享保持高效状态的经验,强调团队和坚持。这让人觉得航天员有血有肉,面对再生水这样的“尴尬”资源,也坦然接受。
到2025年,中国在轨验证了融合原位资源利用,月球或火星任务会扩展。水从尿汗回收,听着糙,但纯度高过瓶装水。叶光富他们用实际行动证明,可靠。空间站水闭环让长期驻留现实,3人180天不再是负担,而是常态。
最航天员在太空精打细算,我们在地上更该珍惜。叶光富的两次飞行,累计375天,刷新纪录,获功勋,就是对这系统的肯定。
