太空科学课（九）——不凡的太空再生水

文/太空熊猫君

在中国空间站首次太空授课中，通过天地连线，地面上的同学们和航天员打起了“视频电话”，同学们五花八门的问题都得到了航天员老师的解答。前两期，我们了解了中国空间站的结构和太空转身的问题，今天我们继续来看看同学们还提出了什么有趣的问题吧。

有位来自香港的同学向航天员提出了一个很多人关心的问题：“你们在天上的生活用水可以循环使用吗？”对此，王亚平给出了肯定的回答。带到空间站的水仅够航天员们用一周，之后用的水就都是处理过的再生水了。言毕，王亚平展示了再生水——她拿来一个顶部中央插有吸管的透明方形水囊，这里面装的就是再生的饮用水。王亚平还从水囊中挤出几个水球，并把它们一口吞下，引得同学们哈哈大笑。王亚平介绍，中国空间站里有一整套的水再生处理系统，能够满足他们的生活用水需求，再生水喝起来和普通的饮用水没什么区别。

水的重要性不言而喻，那空间站里要准备多少水才够用？每名航天员每天大概会饮用2 千克水，3名航天员在轨工作6 个月就至少需要消耗1080 千克的饮用水。而航天员清洁身体也需要水，空间站中的氧气也是由水来提供，所以实际耗水量会更大。虽然我们的天舟货运飞船会为空间站提供水资源，但是因为货运飞船补给的成本很高，空间站也无法提供大量的空间来存储水，所以太空中的水再生处理系统已然是空间站的标配了。

航天器里的再生水来源包含收集空气中的水蒸气、洗漱用过的废水以及航天员的尿液。通过净化处理，这些液体都能达到可以再利用的标准。

对尿液的再生处理技术可是各国航天综合实力的体现哟。像国际空间站的美国舱段，尿液再生处理技术采用的是蒸汽压缩蒸馏技术，回收率高，出水质量好，功耗还低；而俄罗斯的空间站采用的则是渗透膜蒸发技术；中国空间站采用的也是蒸汽压缩蒸馏技术，这套技术由中国航天科工二院206 所研制，尿液经过预处理后再蒸发、冷凝，得到的蒸馏水还会被深度净化，以得到符合标准的再生水。也许你会想：那航天员岂不是在喝自己的尿液吗？某种程度上来说是这样的，但是再生水的品质很可能比我们平时用的水还要好，唯一要克服的只是心理障碍而已。根据公开资料显示，中国空间站配备的尿液处理系统可以从6 升尿液中处理出5 升再生水，总利用率可以达到80%以上。

让我们回到天宫课堂，接下来的实验更神奇。王亚平和地面听课的同学面前都摆放着一杯水和一个乒乓球，地面上的同学将乒乓球放入水中，乒乓球自然地漂浮起来，而王亚平将乒乓球放入水中之后，乒乓球居然可以老老实实地停留在水中，完全不会上浮。甚至当王亚平将水杯拿起来让它自由旋转时，不仅水没有洒出来，连乒乓球也没有浮起来，这引来同学们的一片惊呼。

水不会洒出来很好理解，因为太空中没有重力。那么为什么乒乓球不会浮起来呢？这就涉及浮力的产生原因。浮力现象在地面上非常常见，江河湖海上行驶的轮船、菜汤上漂浮的油花，都是因为浮力作用才会漂浮在水面上。一种液体因为自身具有质量，在重力的作用下内部会产生压力。以水为例，物体处于水中越深的区域，所受到的压力就会越大，所以处于水中的物体上方和下方表面受到的压力不同，就会形成一个压力差，这个压力差会形成一个作用力——当浮力大于物体所受的重力时，物体就会上浮，反之就会下沉。而在太空中，水杯中的乒乓球既没有受到水的压力，也没有受到重力，所以就只会停留在水中不动了。

太空中关于水的神奇现象还有不少，王亚平接下来要为我们演示的是水膜张力实验。这个实验我们并不陌生，之前的天宫课堂中就展示过，但是这次又有什么新鲜有趣的玩法？其中又蕴含着什么原理？我们下期揭晓。