“太空水”詠嘆調(diào)

文/陳福民

要介紹我自己，真是不好意思，雖然“出身”名門，但因社會(huì)真假“太空水”太多，弄得假作真來真亦假，只得“低調(diào)做人”了。鼓起我勇氣的是“神九”,航天員首次在太空上成功得到了我。不管怎么說，還是感謝大家對(duì)我的鼓勵(lì)，到處總是打出我的牌頭——我就是航天員在太空飲用的太空水。

還是先從身世說起

人類自從1961年4月12日蘇聯(lián)發(fā)射了人類第一艘載人飛船，蘇聯(lián)航天員尤里·加加林乘“東方1號(hào)”飛船開始了載人航天的新時(shí)代以來，到楊利偉上天前，沿著加加林踏開的上天路，已有431人，約1000人次進(jìn)入太空。其中，在天上連續(xù)生活時(shí)間最長(zhǎng)的是蘇聯(lián)航天員羅曼年科，他從1987年2月6日至12月29日，在“和平”號(hào)太空站生活了326天；而美國(guó)宇航員尼爾·阿姆斯特朗等12人乘“阿波羅”飛船登上了月球又安全返回。大家一定會(huì)問：這些巡天攬?jiān)碌挠⑿蹅兒鹊氖鞘裁此?/p>

我告訴大家，他們喝的是科學(xué)家“量身定制”的特殊水，叫“化學(xué)水”。

這化學(xué)水便是我的“前輩”，它出生在美蘇兩大國(guó)在20世紀(jì)50年代末進(jìn)行空間競(jìng)賽年代。當(dāng)時(shí)，蘇聯(lián)發(fā)射衛(wèi)星的消息傳到美國(guó)，美國(guó)輿論大嘩，因?yàn)樗麄冊(cè)凇霸訒r(shí)代”（反應(yīng)堆、原子彈和氫彈等）一直領(lǐng)先，可萬(wàn)萬(wàn)沒有想到在開辟“空間時(shí)代”方面卻落在蘇聯(lián)后頭。美國(guó)總統(tǒng)肯尼迪對(duì)此也深感遺憾，于1961年5月25日在國(guó)會(huì)上斷然決定制造阿波羅登月飛船，爭(zhēng)取在10年內(nèi)搶先登上月球。

這就遇到一個(gè)問題：飛船內(nèi)部所用的電能從何而來？宇航員所需要的水怎樣解決呢？這些難題難不倒化學(xué)家們，他們想起了氫氧燃料電池。這氫氧燃料電池的原理，早在100多年前就有人提出來了，可是，由于“生不逢時(shí)”，沒有派上什么用場(chǎng)。如今卻時(shí)來運(yùn)轉(zhuǎn)，有幸“補(bǔ)天”了。

科學(xué)家把氫氣作燃料電極（負(fù)極）、氧氣作氧化劑電極（正極），再利用電解質(zhì)滲入多孔的板而形成電解質(zhì)板，組成航天用的氫氧燃料電池。工作時(shí)，向負(fù)極供給燃料氫氣，向正極供給氧化劑氧氣。氫氣、氧氣在電極上的催化劑作用下，通過電解質(zhì)生成水。這時(shí)在氫電極上有多余的電子而帶負(fù)電，在氧電極上由于缺少電子而帶正電。接通電路后，這一類似于燃燒的反應(yīng)過程就能連續(xù)進(jìn)行。這正是水的電解反應(yīng)的逆過程。這樣，只要對(duì)電池系統(tǒng)維持一定的溫度、一定的電解質(zhì)濃度、不斷地供給燃料和氧化劑，并且不讓反應(yīng)產(chǎn)物——水在電池內(nèi)部?jī)?chǔ)留，那么就可從電池中源源不斷地輸出電能。同時(shí)，從電池中排出來的水經(jīng)過凈化以后就可供宇航員飲用。于是，我們家族的第一代“太空水”就投胎人世。

太空水的真真假假

科技發(fā)展日新月異，由于長(zhǎng)壽命核電池的誕生，氫氧燃料電池退出了航天的舞臺(tái)，航天員飲用的太空水只得另找出路。早在1950年，美國(guó)有一位科學(xué)家在觀察大海上的海鷗時(shí)，發(fā)現(xiàn)海鷗能喝高濃度鹽的海水生存。他經(jīng)過細(xì)心研究，發(fā)現(xiàn)海鷗體內(nèi)有一層非常薄的膜，飲入的海水水分子可以滲透過膜，將海水轉(zhuǎn)化為淡水，海水中的鹽分、雜質(zhì)等不能通過膜而吐出嘴外。根據(jù)這一原理，他在1953年也研制成功這種把海水轉(zhuǎn)為淡水的膜。由于與自然滲透的方向相反，稱反滲透膜。于是又有了我的一個(gè)姐妹降生，它叫純凈水。

我透露一個(gè)秘密，中國(guó)的航天員在太空就飲用“純凈水”。這水取自地下1700米，是為了確保水源沒有任何污染，同時(shí)使水中的雜質(zhì)含量降至最低。經(jīng)過凈化處理后，不添加任何微量元素，航天員飲用水的純度可以達(dá)到99.99999%，堪稱中國(guó)目前“最純凈的飲用水”?？茖W(xué)家還采用電解銀溶液作為航天員飲用水的消毒劑，這樣水的保質(zhì)期可達(dá)到3個(gè)月，而且可以對(duì)人腸道中的有害菌起到一定的殺滅作用。

這樣一來，問題又來了。因?yàn)檫@種純凈水是航天員在太空工作、生活使用的水，所以也被命名太空水。這是在太空特殊環(huán)境下不得已的辦法，航天員回到地球也不會(huì)喝這種水的。而后來一段時(shí)間，市場(chǎng)上到處風(fēng)靡“太空水”，把普通水通過蒸餾和反滲透技術(shù)進(jìn)行凈化，除去了水中的污染物和雜質(zhì)，同時(shí)也去除了對(duì)人體有益的多種礦物質(zhì)和微量元素后，包裝成“純凈水”，宣稱是航天員在天上喝的“太空水”。實(shí)際上，這并不是航天員在太空中飲用的“化學(xué)水”或純凈水，更不是太空中循環(huán)凈化制得的再生水。稱“太空水”是商業(yè)性的稱呼，根本與太空無關(guān)。

有一個(gè)事例更能說明我太空水的價(jià)值。美國(guó)航空航天局和俄羅斯宇航局通過航天飛機(jī)或貨運(yùn)飛船將航天員飲用的太空水送上國(guó)際空間站，平均每升水都要花費(fèi)11000美元的代價(jià)。國(guó)際空間站上的每個(gè)航天員平均每天都要使用大約4.4升左右的水，包括飲用和洗理等，這意味著每名航天員每天花費(fèi)的水價(jià)就高達(dá)48400美元。算一算，空間站一杯太空水要3000美元。

現(xiàn)代用“尿”制太空水

這是真實(shí)的故事。2009年5月20日，國(guó)際空間站上舉行了一次別開生面的慶祝酒會(huì)，空間站上的3名航天員，美國(guó)航天員邁克爾·巴拉特、俄羅斯航天員杰納迪·帕達(dá)爾卡和日本航天員若田光一舉起了手中透明的玻璃杯，喊了一聲“干杯”，碰杯后各自品嘗了新誕生的太空水——“太空循環(huán)水”；這時(shí)，地面上負(fù)責(zé)水循環(huán)設(shè)備研發(fā)的航宇局工作人員也同時(shí)喝下了經(jīng)過同樣工序凈化的太空水，以示祝賀。

美國(guó)宇航員邁克爾·巴拉特在喝水之前說：“這就像是科幻小說里描述的一樣?！憋嬘煤笏终f：“味道好極了?！倍吝_(dá)爾卡還試圖張口吞掉飄浮在空中的小水泡，巴拉特看到此景戲稱這種水的味道“好到值得追逐”。他還開玩笑說，這種水的商標(biāo)上應(yīng)該寫：“當(dāng)真正的遠(yuǎn)在320多公里以外的地球時(shí)，請(qǐng)喝此水?！?/p>

這就是我要介紹的現(xiàn)代“太空水”。它是由美國(guó)航宇局研制的水循環(huán)設(shè)備處理的，它收集空間站航天員的尿液、汗液和站內(nèi)空氣中的水分等，經(jīng)過多道程序，最終制備出可飲用的太空水。

都說“十月懷胎”?！俺錾蹦蛞鹤兊摹疤账币惨舜蟛襟E。

當(dāng)國(guó)際空間站裝上這一機(jī)器后，第一步，航天員小便后，“尿液循環(huán)機(jī)”上一個(gè)化學(xué)裝置將會(huì)向尿液中添加化學(xué)物質(zhì)，防止尿液化學(xué)反應(yīng)，阻礙微生物生長(zhǎng)；第二步，這一混合尿液將被泵向一個(gè)蒸餾圓筒，圓筒迅速旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致尿液在圓筒壁上形成薄霧，然后將尿液加熱到40攝氏度，而里面的壓力卻只有0.05個(gè)大氣壓，所以尿液會(huì)迅速蒸發(fā)，形成蒸餾水，經(jīng)過一次次蒸餾后，直到尿液中85%的水分都被重新回收；第三步，剩下15%的廢尿?qū)⒈谎b進(jìn)“進(jìn)步號(hào)”貨運(yùn)飛船內(nèi)的一個(gè)桶中，當(dāng)上面的垃圾裝得過多后，它就會(huì)被投射出去，在大氣層中燒毀；第四步，通過尿液提取出來的蒸餾水會(huì)和其他生活廢水一起流進(jìn)一個(gè)45升的水箱中，準(zhǔn)備通過“水處理設(shè)備”進(jìn)一步凈化；第五步，一個(gè)過濾器會(huì)過濾掉水中任何大于0.5微米的粒子；第六步，水會(huì)流過過濾網(wǎng)篩掉其余溶解的污染物；第七步，水會(huì)流過一個(gè)加熱到130攝氏度的催化劑反應(yīng)器，過濾水中的酒精和丙酮，同樣高熱也能殺死水中的細(xì)菌、真菌和病毒；第八步，機(jī)器會(huì)向每升水中加入1到4毫克碘酒，防止以后水中衍生微生物，這些循環(huán)回收的純凈水將泵進(jìn)一個(gè)57升的儲(chǔ)存桶中，供宇航員重新使用。

2008年底，這臺(tái)水循環(huán)設(shè)備由美國(guó)“奮進(jìn)”號(hào)航天飛機(jī)運(yùn)上空間站，進(jìn)行測(cè)試。后來又由航天飛機(jī)將水樣帶回地面進(jìn)行檢測(cè)。最終，這臺(tái)設(shè)備才開始正式供水。

舉賢不避親。我推薦的這個(gè)新生的同胞姐妹，雖然出自航天員自己的“尿液”和“汗液”，但是，她是有人駐守的空間站建設(shè)的生命之水。有了她，空間站就可以自行解決飲用太空水，預(yù)計(jì)屆時(shí)該設(shè)備僅需約6小時(shí)，就可制備22升飲用水。而且，將來人類登陸月球乃至火星并長(zhǎng)期居住都離不開這種太空水的作用和貢獻(xiàn)。

神九航天員首次實(shí)驗(yàn)“尿變水”

最后，我還要告訴大家一個(gè)秘密：“神九”飛天，航天員除了完成與“天宮一號(hào)”手動(dòng)交會(huì)對(duì)接外，還要驗(yàn)證再生技術(shù)系統(tǒng)。航天員呼吸、排汗產(chǎn)生的水汽將有冷凝水收集裝置定時(shí)自動(dòng)收集，而天宮一號(hào)帶有的廢物回收利用設(shè)備，將把這些廢水再利用。

其中，電解制氧裝置是將純水制成氧氣，而動(dòng)態(tài)水汽分離裝置則是用航天員的尿液進(jìn)行水汽分離，這次3位航天員進(jìn)行了“尿液循環(huán)器”的實(shí)驗(yàn)，使尿液真正變成“太空水”。不過，這次的實(shí)驗(yàn)航天員沒有喝下自己的“尿”，而是為未來真正實(shí)現(xiàn)這樣的“神奇”做驗(yàn)證。

首批“尿液水”將被送回地面接受嚴(yán)格檢測(cè)，只有在一切指標(biāo)合格后，將來的航天員才會(huì)有“喝尿”的指令。據(jù)了解，在之前的地面試驗(yàn)中，這種尿液轉(zhuǎn)化水的品質(zhì)超過一般的純凈水。

因此，我要高興地告訴全世界：真正的太空水也要在中國(guó)的航天器上誕生了。當(dāng)你們喝到太空水的時(shí)候，千萬(wàn)不要忘了我。