美國國家航空暨太空總署(NASA)在其國際太空站(ISS)的環境控制與生命保障系統(ECLSS)中,成功實現了驚人的98%水回收率。這項重大進展為人類未來深入太空探索,特別是前往月球和火星的長期任務,鋪平了道路。
此先進的閉迴路水回收系統,能夠處理來自太空人尿液、呼吸水氣及汗水等多種來源的廢水。系統的核心組件包括尿液處理組件(UPA),利用真空蒸餾技術回收約75%的尿液水分。而新加入的鹽水處理組件(BPA)則進一步處理UPA產生的濃縮鹵水,透過特殊薄膜技術和乾燥空氣蒸發,回收其中殘餘的水分,最終將整體回收率提升至98%。這意味著,每從地球運送100公斤的水到太空站,其中98公斤都能在軌道上持續循環利用,僅有2公斤無法回收,大幅降低了對地球補給的依賴。
回收後的水經過嚴格的淨化程序,包括過濾、去除鹽分與有機污染物,並透過觸媒氧化分解殘留物,最後加入碘以抑制微生物生長。NASA表示,經過處理的飲用水品質甚至超越了地球上的許多飲用水標準,確保了太空人的健康與安全。
這項技術的成功應用,不僅是太空人體內水分循環的關鍵一步,更是實現長期太空任務可持續性的重要基石。過去,水在太空任務中的運輸成本極高,因為水的密度大、重量重,每公斤的運輸費用都相當可觀。透過提高水的回收率,NASA能夠在有限的酬載空間內,攜帶更多科學儀器和關鍵設備,這對於即將到來的月球基地建設和火星殖民計畫至關重要。
事實上,為了實現載人火星任務,NASA估計太空船必須達到至少98%的水回收率,而目前ISS的成就已接近此目標。儘管如此,開發更小型、更適合太空船使用的系統仍是未來努力的方向。此外,NASA也在研究超臨界水氧化(SCWO)等先進技術,以更高效地處理太空任務中的廢水和廢棄物,進一步提升系統的整體效率與可靠性。
從地球運送水到太空的成本高昂,使得水的回收再利用成為太空探索的必然選擇。國際太空站的經驗證明了閉迴路生命支持系統在太空環境中的可行性,為人類未來更遙遠的太空探索,包括在月球和火星建立永久基地,提供了堅實的技術基礎與寶貴的經驗。