太空中的每一滴水都价值千金配资财经网，中国空间站的环控生保系统却能将其回收再利用，让航天员在太空中的生活不再完全依赖地面补给。
2022年7月的一天，神舟十四号航天员刘洋在空间站内轻轻推出一台小型设备。她专注地检查着水箱的转化状态，这是中国空间站二氧化碳还原系统首次在轨测试。
航天员陈冬和蔡旭哲在一旁协助操作，他们见证了一个神奇时刻：自己呼出的二氧化碳，经过这套系统转化，变成了可再利用的水资源。
01 天地之别：空间站生命保障的技术革命
从神舟五号21小时的太空之旅，到神舟十三号航天员长达6个月的太空驻留，中国航天员在轨停留时间记录不断被刷新。这一飞跃背后，是生命保障系统的根本性变革。
在短期飞行中，航天员生存所需的氧气和水都从地面携带。这种“补给式”技术简单可靠，却无法支持长期驻留。
中国航天员中心研究员、空间站系统副总设计师刘向阳指出：“到空间站执行中长期飞行任务后，如果再依靠非再生技术，对地面的补给压力就会非常大。”
空间站时代，环境控制与生命保障系统必须从非再生走向再生。这套系统是航天员的“保护伞”，直接保障他们在太空环境中的生存安全。
天和核心舱的环控生保系统制造了一个类似地球环境的可循环系统。它通过收集航天员的汗液和呼出的水汽，净化为可供饮用的再生水，甚至连尿液也能收集处理为可饮用的纯净水。
02 五大系统协同作战，实现资源循环利用
环控生保系统包含五个关键子系统，它们像一支默契的乐队，共同奏响太空生存的交响曲。
电解制氧子系统将水电解为氧气和氢气，氧气供航天员呼吸，氢气则与舱内收集的二氧化碳反应，再次获得水。二氧化碳去除子系统和微量有害气体去除子系统负责保持舱内空气质量，为航天员提供舒适的呼吸环境。
尿处理子系统和水处理子系统则共同完成水资源的循环利用。尿处理子系统采用蒸汽压缩蒸馏技术将预处理后的尿液进行旋转蒸馏，然后收集水蒸气冷凝形成蒸馏水。
这套系统自2021年4月19日升空入轨后，一直在轨稳定运行。截至2022年4月，它已累计加电近7000小时，处理尿液近1700升，产生尿蒸馏水1400余升。
水处理子系统则负责对产生的蒸馏水进行深度净化处理，使其达到饮用水标准。中国工程院院士、中国载人航天工程空间站系统总设计师杨宏介绍：“天和核心舱的再生生保系统可以将航天员排出的湿气收集成冷凝水，尿液回收再处理成饮用水，整个水的回收效率优于95%，水利用效率优于83%。”
03 技术创新：攻克水气分离世界难题
太空中的水气分离是一项世界性难题。微重力条件下，水气处于混合状态，如何高效分离它们成为技术突破的关键。
电解制氧团队面临的最大挑战是找到合适的膜材料。他们一次次调研试验，可研制出的膜材料重量和寿命仍不符合指标要求。
通过请教行业资深专家，研究前沿论文，团队创新性地设计了新型膜结构。最终研制出的膜材料，寿命比最初提升了10倍，重量也下降到了最初的1/4。
动态水气分离器是尿处理子系统的核心部件。在一次产品性能测试中，设计师邓明君发现电机运行噪声有异常。他将耳朵凑近电机仔细倾听，凭借近千次试验的经验，他察觉到了一丝“瑕疵”。
果不其然，将电机送回厂家拆解后，成功排除了故障。这种严谨态度保障了系统上天的可靠性。
04 从“一克重量一克金”到资源再生利用的经济账
在太空环境中，每公斤物资的运输成本都极为高昂。中国空间站环控生保系统主任设计师李森给出了一个形象比喻：“俗话说‘一克重量一克金’，火箭飞船一克重量的发射成本大约就是一克黄金的价值。”
环控生保系统的运用，大大减少了发射补给。李森进一步算了一笔经济账：“在空间站里，通过系统生成一公斤水，也就意味着我们后续可以每天少补给一公斤水。如果地面少补给一公斤的水，也就相当于节省了一公斤的黄金，相当于大约40万元人民币。”
系统运行一年多来，取得了显著成效。据子系统负责人丁平介绍：“一年来，我们研制的尿处理和冷凝水收集装置成功转化了2600多公斤的水，为两艘货运飞船节省了将近一半的上行重量。整个再生生保系统实现了氧气资源100%再生，水资源80%再生。有了完整的再生系统，发射重量大大减少，每年能节约上行物资6吨左右。”
05 天上人间：航天员的在轨生活保障
天和核心舱为航天员打造了舒适宜居的太空之家。航天科技集团五院空间站系统副总设计师朱光辰形象地比喻：“如果说神舟飞船是一辆轿车，天宫一号和天宫二号就相当于一室一厅的房子，那么空间站就是三室两厅还带储藏间的‘豪宅’了。”
核心舱的密封舱内配置了工作区、睡眠区、卫生区、就餐区、医监医保区和锻炼区六个区域，不仅保证每名航天员都有独立的睡眠环境和专用卫生间，还配置了微波炉等家居物品。
航天员甚至可以在太空喝上功夫茶。神舟十二号航天员刘伯明曾演示过太空茶艺，展示了在微重力环境下饮茶的独特体验。
中国航天员中心环控生保研究室副研究员刘力涛透露：“在空间站，航天员可以根据自己的体感调节温度，觉得温度高了可以降1℃，如果温度低了可以升1℃，完全是他自控的，类似于开空调一样。”
06 未来配资财经网展望：从再生生保到生态生保
环控生保技术仍在不断向前发展。目前，水资源的物质闭合度已经提高到90%以上，这意味着在轨航天员喝的水，已经有90%以上都是通过再生水产生的。
环控生保室主任卞强难掩心中的期待：“未来，航天员驻留月球、飞向火星，我们的产品一定会保障好航天员的生命安全，太空家园一定会充满生机活力！”
研究团队正在开展新一代雾化再生技术的研究，计划从尿处理系统产生的尿残液中进一步提取水分，提高水资源的物质闭合度。
更进一步的受控生态环控生保技术也在研究中。环控生保室已经成功实施了“绿航星际”4人180天受控生态生保系统集成试验，为未来在月球、火星基地实现食物再生奠定了技术基础。
2023年3月，中国空间站正式进入应用与发展阶段。执行2023年载人航天飞行任务的两个乘组已完成选拔，其中首次上天的第三批航天员包括工程师、科学家。
未来，当航天员驻留月球甚至飞向火星，环控生保系统将发挥更加重要的作用。从“补给式”到“再生式”，再到未来的“生态式”，中国航天人正在一步步解开人类长期太空生存的密码。
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