刘慈欣|航天员一天要喝多少水？空间站如何从尿液中回收水？看完涨知识了三体

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航天员在空间站每天都要消耗一定的水量，包括生活用水和摄取的水分。按照正常人一天的饮水量，一个人一天会喝1500毫升水-1700毫升水。生活用水跟地面存在很大不同，毕竟空间站的水都是从地面用火箭运输上去的。
空间站回收水以满足航天员对水的需求需要用到水的地方，都做了节约水的设计，所以航天员主要的用水，集中在喝水消耗这一块。国际空间站给每个人进行了资源配额，每个航天员一天有约4升水的供应量。
中国空间站只有三名航天员留驻，水的需求量没有那么大。航天员喝的水最开始是从地面打包运输上去的，天舟三号运输货物到空间站，就携带了多组水箱。水箱材料是特制的，用完水后能够收纳起来。
航天员用水可以使用桶装形式和袋装形式的，每天都需要那么多水，自然不能一直依靠地面配送。空间站的主要设计包括水循环系统，这套系统不仅能够回收空气中的水蒸气，各种设备的冷凝水，还能从尿液中回收水分。过滤出来的水达到了饮用水的标准。
空间站储存电能一般是利用燃料电池，氢氧燃料电池补充反应物更容易，而且反应生成的水，还能经处理后作为航天员的饮用水。空间站有空气循环系统，保障航天员正常所需以及维持设备正常工作。
空间站如何从尿液中回收水在过滤空气的时候，空气中降温除湿的冷凝水会被回收，二氧化碳也可以回收利用获得氧气和水。不过这些途径获得的水较少，从尿液中回收水是主要的水来源。尿液中含有很多水分，水占据95% ，其余的物质包括有机代谢废物，以及一些无机盐。
有机代谢产物有尿素，肌酐和尿酸等，这些废弃物也是尿液存在毒性的原因。无机盐含量很少，如果是作为饮用水的话，主要的目的就是要除去有机代谢产物。处理尿液跟处理污水不同，空间站的设备有限，自然不能进行大规模废水处理。
而且为了尽可能提高水回收率，过滤方法也跟一般的海水过滤不同。尿液首先要进行预处理，通过往尿液中添加预处理剂，防止尿液中的物质水解挥发污染空气。各国在预处理剂的选择上存在差异，不过结果都是一样的。
【刘慈欣|航天员一天要喝多少水？空间站如何从尿液中回收水？看完涨知识了】预处理后的尿液会经过专门的设备分离出水，俄罗斯从尿液中分离水采用的是改进后渗透膜蒸发处理技术，回收率在80%左右。美国和中国采用的是蒸汽压缩蒸馏技术，回收率更高一些。
回收水难以满足更大的用水需求经过专门去离子化的水，不仅能满足航天员饮用水的需求，还可以用在一些需要去离子水的设备中。分离出纯净的水耗时较长，小规模使用没有问题。但是如果还要种植作物，或者在太空中进行一些需要使用大量水的实验，这种回收水的方式就难以满足要求。
提纯水需要耗费多余的能量，这也限制了空间站进一步扩大。未来更大型的空间站，会采用专门的生态水回收处理设计，搭配人造重力，就能在太空中维持独立的生态循环。如果是在月球或者火星，可以直接就地获取材料提取出水分，也就省去了复杂的水循环回收处理系统。
空间站的水循环无法得到维护检修，为了保证饮用水水质达标，航天员会定期取水进行微生物检测。水中很容易滋生微生物，在空间站这样的密闭环境中，如果水循环处理系统出了问题，水质不达标，带来的影响很难消除。不仅会影响航天员的健康，还可能会损坏设备。