太空科學課（九）
——不凡的太空再生水

文/太空熊貓君

在中國空間站首次太空授課中，通過天地連線，地面上的同學們和航天員打起了“視頻電話”，同學們五花八門的問題都得到了航天員老師的解答。前兩期，我們了解了中國空間站的結構和太空轉身的問題，今天我們繼續(xù)來看看同學們還提出了什么有趣的問題吧。

有位來自香港的同學向航天員提出了一個很多人關心的問題：“你們在天上的生活用水可以循環(huán)使用嗎？”對此，王亞平給出了肯定的回答。帶到空間站的水僅夠航天員們用一周，之后用的水就都是處理過的再生水了。言畢，王亞平展示了再生水——她拿來一個頂部中央插有吸管的透明方形水囊，這里面裝的就是再生的飲用水。王亞平還從水囊中擠出幾個水球，并把它們一口吞下，引得同學們哈哈大笑。王亞平介紹，中國空間站里有一整套的水再生處理系統(tǒng)，能夠滿足他們的生活用水需求，再生水喝起來和普通的飲用水沒什么區(qū)別。

水的重要性不言而喻，那空間站里要準備多少水才夠用？每名航天員每天大概會飲用2 千克水，3名航天員在軌工作6 個月就至少需要消耗1080 千克的飲用水。而航天員清潔身體也需要水，空間站中的氧氣也是由水來提供，所以實際耗水量會更大。雖然我們的天舟貨運飛船會為空間站提供水資源，但是因為貨運飛船補給的成本很高，空間站也無法提供大量的空間來存儲水，所以太空中的水再生處理系統(tǒng)已然是空間站的標配了。

航天器里的再生水來源包含收集空氣中的水蒸氣、洗漱用過的廢水以及航天員的尿液。通過凈化處理，這些液體都能達到可以再利用的標準。

對尿液的再生處理技術可是各國航天綜合實力的體現(xiàn)喲。像國際空間站的美國艙段，尿液再生處理技術采用的是蒸汽壓縮蒸餾技術，回收率高，出水質量好，功耗還低；而俄羅斯的空間站采用的則是滲透膜蒸發(fā)技術；中國空間站采用的也是蒸汽壓縮蒸餾技術，這套技術由中國航天科工二院206 所研制，尿液經(jīng)過預處理后再蒸發(fā)、冷凝，得到的蒸餾水還會被深度凈化，以得到符合標準的再生水。也許你會想：那航天員豈不是在喝自己的尿液嗎？某種程度上來說是這樣的，但是再生水的品質很可能比我們平時用的水還要好，唯一要克服的只是心理障礙而已。根據(jù)公開資料顯示，中國空間站配備的尿液處理系統(tǒng)可以從6 升尿液中處理出5 升再生水，總利用率可以達到80%以上。

讓我們回到天宮課堂，接下來的實驗更神奇。王亞平和地面聽課的同學面前都擺放著一杯水和一個乒乓球，地面上的同學將乒乓球放入水中，乒乓球自然地漂浮起來，而王亞平將乒乓球放入水中之后，乒乓球居然可以老老實實地停留在水中，完全不會上浮。甚至當王亞平將水杯拿起來讓它自由旋轉時，不僅水沒有灑出來，連乒乓球也沒有浮起來，這引來同學們的一片驚呼。

水不會灑出來很好理解，因為太空中沒有重力。那么為什么乒乓球不會浮起來呢？這就涉及浮力的產(chǎn)生原因。浮力現(xiàn)象在地面上非常常見，江河湖海上行駛的輪船、菜湯上漂浮的油花，都是因為浮力作用才會漂浮在水面上。一種液體因為自身具有質量，在重力的作用下內部會產(chǎn)生壓力。以水為例，物體處于水中越深的區(qū)域，所受到的壓力就會越大，所以處于水中的物體上方和下方表面受到的壓力不同，就會形成一個壓力差，這個壓力差會形成一個作用力——當浮力大于物體所受的重力時，物體就會上浮，反之就會下沉。而在太空中，水杯中的乒乓球既沒有受到水的壓力，也沒有受到重力，所以就只會停留在水中不動了。

太空中關于水的神奇現(xiàn)象還有不少，王亞平接下來要為我們演示的是水膜張力實驗。這個實驗我們并不陌生，之前的天宮課堂中就展示過，但是這次又有什么新鮮有趣的玩法？其中又蘊含著什么原理？我們下期揭曉。