國際太空站生命維持系統：水資源回收與太空食物科技的進展

國際太空站（ISS）上的生命維持系統，在食物儲存與水資源管理方面，持續推動著航太科技的前沿，核心目標是維持系統的輕量化、高穩定性，並確保在微重力環境下的操作可行性。為此，工程師們不斷優化太空餐飲的供應鏈與技術，以滿足太空人對能量與營養的嚴格需求。

凍乾技術（Freeze-Drying Technology）是太空食物得以長期保存的關鍵，此技術自早期的雙子星計畫時期便已開始應用。該技術利用真空昇華作用移除食物中的水分，從而實現長期保存。太空人可將凍乾的炒蛋或義大利麵等餐點重新水合食用，同時確保營養成分獲得高度保留。有研究指出，凍乾技術處理後，營養成分的損失極低，例如紫桑果花青素的損失率低於1%。

在食物選擇上，太空站的飲食結構體現了對操作安全的極致考量。太空人普遍選用墨西哥薄餅（Tortillas）取代傳統麵包，主要原因在於薄餅不會產生碎屑，避免碎屑在微重力下飄散，進而對敏感電子設備構成潛在的機械風險。此外，為對抗長期微重力環境導致的肌肉與骨骼質量流失，太空人的營養攝取受到嚴格監控，近期菜單已納入富含鈣質的莧菜（Amaranth）蛋白質作為補充。

水資源管理是維持太空任務持續性的另一項核心技術成就。國際太空站的環境控制與生命維持系統（ECLSS）展現了驚人的水資源回收效率。透過「先進除濕器」處理呼吸和汗水的水汽，以及「尿液處理裝置」利用真空蒸餾技術處理尿液，系統初期已能回收利用約93%的用水量。近期，NASA透過對尿液蒸餾後產生的鹵水進行進一步處理，已將整體水資源回收率推升至98%的里程碑，這意味著每運送100公斤的水到太空站，僅約2公斤無法循環使用。

這種極致的水循環效率，對於未來執行更長距離的深空探索任務至關重要，因為每減少一公斤從地球運送的水，就能為發射載具騰出空間裝載更多的科學儀器或補給品。據NASA人員表示，經過ECLSS系統回收、過濾和淨化後的水，其純淨度甚至超越了地球上許多市政供水系統的水質。

展望未來，為達成完全的任務自主性，航太機構正積極研發能在地外天體上直接種植食物的技術。研究人員探索如何利用月球或火星的風化層（Regolith）作為土壤媒介，並結合生物再生生命保障系統（BLiSS）等技術，將太空人的廢水轉化為營養溶液，以期在月球和火星基地建立可持續的生態系統，確保長期任務的食物與資源自給自足。這項太空農業的發展，旨在建構一個能自我循環的人工生態圈，為人類的星際定居奠定基礎。