兵馬未到糧草先行,天舟“餓”號載著魚香肉絲、宮保雞丁等120多種好吃的,早早就在空間站等著3位航天員入住。不過,我們不能光想著吃,三個月吃喝拉撒會產生大量的生活垃圾,該如何處理?
尿液很寶貴,可以循環利用
先說液體垃圾,水資源在太空非常寶貴,而且又非常危險。因為空間站內處于失重狀態,水會懸浮在空中,而空間站內又存在大量的電子設備,接觸之后,后果難以預料。
生活中,小到汗液、口水、喘息,大到洗漱、洗澡與尿液,這些都是水的來源。少量的水還行,它們會逐漸蒸發形成水汽。大量的水該如何處理?
對于水汽,空間站會利用冷凝系統將水汽凝結成液態水進行凈化再利用。
空間站設有專門的封閉衛生間,里面有包裹式“淋浴間”可以手持噴槍(小水流)進行簡單的擦拭(原來只能用濕紙巾),包裹式“淋浴間”及時抽走水滴,進行收集,然后進行凈化再利用。
在衛生間的排尿設備會將尿液直接抽走,經過專門的處理系統,旋轉蒸餾,冷凝收集,凈化再利用,包括電解制氧、二氧化碳去除,有可能飲用。殘留的尿堿濃縮液則進行壓縮打包。
尿液處理系統是由航天科工二院研制的,通常2小時的工作周期內,可以從6L尿液中提取5L蒸餾水,經過凈化后的水質高于我國《飲用標準》及《航天員飲用標準》。
較大程度的水循環與氧循環是長期駐扎的基礎,而且可以減輕天舟的荷載。最終,生活液體垃圾只剩下打包后的濃縮液。
生活垃圾打包帶走
關于其他垃圾,暫時沒有很好的處理方法。早幾年俄羅斯科學家制造出的微生物處理設備,利用微生物降解垃圾進行發電,但存在一定局限性。
首先垃圾局限于食物殘渣、頭發、毛發、皮屑、餐巾紙、粑粑等有機垃圾,但食品袋、衣物就不行了,因為在空間站中,還要兼顧耐用、存儲等特殊用途。其次這種處理設備每100~400個小時后就要補充新的微生物群。
目前,對于生活垃圾,我們采取的辦法還是收集、壓縮、囤放,而關于粑粑則是直接抽到密封袋中,進行脫水、壓縮,囤放起來,這樣可以大大節約占地面積。有飛船返程時就會將所有垃圾帶入大氣層進行燃燒。
為何不能扔到太空中?
宇宙雖然很大,但人類發射的深空探測器都達不到10個,最遠的是旅行者1號,重815千克,從1977年發射到現在都還沒走出太陽系。因此將幾噸重的垃圾扔向遠空不太現實。
如果扔近點又存在巨大的威脅。早期人類并沒有意識到這樣做的后果,所以在地球的周圍累積了大量生活垃圾、破碎的衛星、飛船零件以及“死亡”的衛星,總重量已達4500噸。
這還是一部分太空垃圾失速后掉入大氣燃燒后的剩余數據。誰也不希望,子孫后代看著太空望遠鏡,不是飄過一只鞋就是一個快餐袋。目前,近地軌道上大于1毫米的垃圾已經超過1億塊。這些垃圾也在繞著地球轉,它們的速度達到了2.8萬km/h,這相當于AK47子彈的10多倍,因此威力極大。
根據俄羅斯的航天數據,國際空間一年會遇到幾百次太空垃圾撞擊警報,雖然很多都檫肩而過,但總有不幸運的時候。最近,國際空間站的懸掛在外面的機械臂保溫層就被擊穿過,還好垃圾很小,孔徑只有5mm。
為了應對這種情況,美國和俄羅斯就各自弄了一套監視系統,像“大媽”一樣專門盯著太空中10厘米以上的垃圾,對它們每一塊進行編號,跟蹤。因為這種大小的垃圾足以徹底摧毀一切衛星與航天器。一旦航天器被摧毀,還會分解成更多的垃圾,形成連鎖效應。2020年,國際空間站就發現了兩塊避無可避的小垃圾,只能無奈進行兩次變軌躲避。
不過,國際空間站較老,我國天和號、神舟十二號等飛船構建成的天宮號空間站運用的材料強度更高,可以輕松抵御小垃圾的撞擊。同時我們也構建了一套非常完善的微波雷達預警系統,可以提前發現較大的撞擊物,從而進行提前避讓。而且構建初始,我們已經吸取了大量國際空間站的經驗,更大程度的使空間站模塊化,一旦出現撞擊損壞,可以很快地進行在軌維修與更換。
當然,垃圾我們還是不能亂扔的,因為它們會變成近地軌道的槍林彈雨,我們要為子孫后代留點天空。
美天環保廚余垃圾就地處理設備