当前位置:32007.com太阳集团 > 纺织皮革 > 太空水循环系统有何奥妙,可以将汗水过滤干净?

太空水循环系统有何奥妙,可以将汗水过滤干净?

文章作者:纺织皮革 上传时间:2020-03-17

在太空水循环过滤过滤技术的基础上,NASA还在进一步提高其太空循环水的结净度,以期在太空生产静脉注射级(IntraVenous,IV)净水。由于每次空间任务中宇航员都有生病或受伤的可能,且NASA国际空间站病人状况数据库已确认有115种可能发生在空间的医疗情况站需要静脉注射,如1名严重烧伤的宇航员在数周的治疗过程中需要约100 L(仅前3天就需要30 L)的IV液体。

水循环系统将安装到全新的马桶上,这个马桶其实是由俄罗斯制造的室内便器,美宇航局以1900万美元购买,本打算安装在空间站美国舱段。过去7年,国际空间站俄罗斯舱段“星辰”号服务舱一直在使用类似的马桶。

在过滤时,尺寸大于2m的杂质由于纳米纤维的拦截作用直接被过滤,而更细小的粒子等则由于带有轻微负电荷,被带有正电荷的纳米氧化铝纤维吸附过滤,因此单层过滤介质对0.025m粒子的过滤效率即可达到99.99%(3层介质可达99.999 9%),从而可以有效地去除水中的细菌、病毒、有机物颗粒、寄生虫以及铁、铅等重金属粒子。同时,由于该过滤介质具有相对于其过滤杂质粒子更大的孔径,因而具有高流动性、高容尘量和低压降优势。

国际空间站有望“超龄”服役

因此,NanoCeram技术很快就在民用领域得以拓展。如,2006年Argonide公司将NanoCeram过滤技术授权给了Ahlstrom(奥斯龙)公司,此后奥斯龙基于NanoCeram技术完成了商品名为Disruptor?的纳米铝纤维介质材料的商业化生产,并在此基础上通过添加活性炭粉末(PAC)进一步提高了介质(Disruptor? PAC)的过滤性能,在民用饮用水过滤领域得到了广泛的应用。

芬克将在今年10月前往国际空间站,指挥第18远征队,这支队伍将负责新设备的组装工作。国际空间站的新型水再生系统(Water Reclamation System)将用以缓解空间站宇航员对航天飞机的依赖,同时有助于宇航员实现自给自足。

NASA最近的一项研究报告显示,火星任务可能需要多达248 L的静脉注射液,但目前空间站中只能存储12 L液体,而如此巨大的IV液体需求进入太空的代价是巨大的需要占据大量的空间、无菌要求高且保质期有限。

美国宇航局太空网报道原文

虽然NanoCeram是为宇航员太空用水而开发,但作为一项通用性很强的技术,其在民用领域也具有巨大的潜在应用价值:全球大约有9亿人缺少安全和经过净化的饮用水,每年有300万~400万人死于和水污染有关的疾病;而野外行军、徒步旅行等也对便携的实时水净化设备具有迫切需求;等等。

以地球为背景的国际空间站

在太空生活中,水是最珍贵的资源,据估计,将1加仑的水运送到亚轨道太空需要花费至少8.3万美元。为了解决宇航员太空生活用水问题,NASA JSC于2000年开始与纳米材料公司Argonide签订小企业创新研究(SBIR)合同,开发水循环过滤、消毒系统。2002年,该公司基于纳米纤维核心技术开发出了NanoCeram滤芯,经验证可以为太空饮用水提供卓越的净化效果,使用该技术,宇航员的汗水及尿液亦可并入水回收系统实现高效净化。

水循环系统通过对尿液蒸馏净化,从中提取水,然后将其连同其他废水输送至处理器,经过一系列过滤、处理和净化等步骤。马格努斯日前告诉记者,她和队友将每隔4天测试一次从系统提纯的水样,一直持续三个月左右。如果一切进展顺利,这套系统将帮助实现国际空间站明年春天向六人机组过渡的计划。

NanoCeram滤芯采用纳米氧化铝纤维复合在直径9.65 mm的玻璃纤维上制成,其中,纳米纤维平均直径约为2 nm,平均长度约为200~300 nm,滤芯比表面积高达500 m2/g,且纤维带有正电荷。

按计划,今年秋天美宇航局航天飞机会把一个新马桶、两个宇航员睡眠舱和一个能将尿液循环成可饮用纯净水的便携式系统送入国际空间站,并在空间站人员明年增至六人前对这些装置进行测试。美宇航局宇航员迈克:芬克(Mike Fincke)说:“眼下我们面临的最大问题是让我们的生命支持系统运转起来,这样,我们就具备了驻留六名宇航员的条件。目前,我们正遭遇缺水问题,秋天发射的航天飞机将对此进行补充。”

图片 1

国际空间站厕所罢工 “发现”号航天飞机急送马桶

此外,NASA 2017年对NanoCeram技术市场化情况的报告中,介绍了一家总部位于犹他州的净水器公司Water Pure Technologies的便携式水净化装置Water ResQ及其升级版的Mobile Water ResQU.V.系统。该系统将水净化系统配置在一个便携的手提箱中,可以用太阳能电池板充电或手摇充电,每分钟可以过滤2.9加仑的水,且可以添加针对高污染水的额外过滤模块。目前,该公司已经获得了来自消防跳伞旅、紧急救援组织以及军方等的订单。

图片 2

为此,NASA设立了一项名为IntraVenous Fluid GENeration for Exploration Missions(IVGEN)的项目,由肯尼迪航天中心和格伦研究中心合作开发了一种IV水净化测试系统,并于2010年在国际空间站中进行了测试,从NASA发布的测试结果来看,其在盐溶液浓度、气泡控制等方面还存在一些缺陷,项目以失败告终。但可以预见的是,如果这项技术开发成功,除了在空间站医疗领域外,其在野外战争、潜艇、远洋舰队以及民用医疗救援等领域具有非常好的应用前景和价值。

图片 3

国际空间站成功安装地震预报实验装置

本文由32007.com太阳集团发布于纺织皮革,转载请注明出处:太空水循环系统有何奥妙,可以将汗水过滤干净?

关键词: