受沙丘启发的宇航服允许宇航员饮用回收的尿液

您可能会认为基于科幻想法的过滤系统很糟糕，但它也使其可以饮用。

对于宇航员来说，在太空中响应自然的召唤（宇宙的召唤？）传统上是一种不舒服、不卫生且最终浪费的经历，但一种新的原型套装可能允许未来的太空探索者回收和饮用尿液中的水。

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轰动一时的电影《沙丘》启发了一种新型全身宇航服，它可以回收穿着者的尿液，让他们在未来的探索中走得更远。

尽管在太空中确实没有人能听到你撒尿的声音，但太空行走中的宇航员在回应自然的召唤时几乎没有选择。在宇航服内小便既不舒服又不卫生，而且还很浪费。国际空间站（ISS）上的废水可以回收，但太空行走中产生的尿液却不能回收。

但也许科幻小说能找到这个问题的答案，至少康奈尔大学的研究人员是这么认为的。

在流行的沙丘系列书籍和电影中，阿拉基斯星球开阔沙漠中的人们穿着“蒸馏服”，旨在吸收和净化他们的汗水和尿液。通过过滤掉杂质，佩戴者能够在恶劣、干旱的环境中保持水分。几十年来，这个想法一直是流行小说中的一个特征，但它可能很快就会成为现实，因为已经为宇航服设计了一种新的尿液收集过滤系统原型。

“该设计包括一个基于真空的外部导管，通向一个组合的正向反渗透装置，通过多种安全机制提供持续的饮用水供应，以确保宇航员的健康，”威尔康奈尔医学院和康奈尔大学的研究人员索菲亚·埃特林（Sofia Etlin）大学和该研究的第一作者在一份声明中解释道。

时机也很重要。美国宇航局 (NASA) 计划在 2025 年和 2026 年执行阿耳忒弥斯 II 号和阿耳忒弥斯 III 号任务，该任务将分别绕月飞行，然后分别在南极附近着陆。预计其他载人任务可能会在 2030 年代初期出发前往火星。然而，根据目前的选择，这些宇航员在进行太空行走时将面临不太吸引人的情况。

宇航员长期以来一直抱怨现有厕所缺乏舒适性和卫生性。他们目前使用的最大吸水性服装 (MAG) 是在 20 世纪 70 年代末开发的，本质上是一种由高吸水性聚合物制成的多层尿布。

“据报道，MAG 泄漏并导致尿路感染和胃肠道不适等健康问题。此外，宇航员目前的宇航服饮料袋中只有一升水。这对于计划中的、持续时间较长的月球太空行走来说是不够的，月球太空行走可以持续十个小时，在紧急情况下甚至可以长达 24 小时，”埃特林补充道。

宇航员还要求减少对宇航服饮料袋进行填充和排气所需的时间，并单独供应不含咖啡因的高能量饮料。这些反对意见和要求使得埃特林和同事设计了一种尿液捕捉装置，其中包括由柔性织物制成的多层内衣。

它连接到一个收集杯，该收集杯由模压硅胶制成，可以选择不同的生殖器。杯子的内表面衬有聚酯微纤维或尼龙氨纶混合物，可将尿液从身体引向杯子。然后，废物被真空泵抽吸，并由对水分起反应的 RFID 标签激活。

尿液收集后，会被转移到尿液过滤系统中进行回收。该系统的效率为 87%，通过两步集成反渗透过滤系统运行。它使用浓度梯度从废物中去除水，并使用泵将水与盐分离。现在经过净化的水富含电解质，并被泵入套装中的饮料袋中。

值得注意的是，该套装只需五分钟即可收集并净化 500 毫升尿液。

背包系统轻便紧凑，重约 17.6 磅（8 公斤）。该系统还集成了控制泵、传感器和液晶显示屏。

现在原型已经创建，可以在各种模拟条件下测试设计。

“我们的系统可以在模拟微重力条件下进行测试，因为微重力是我们必须考虑的主要空间因素。这些测试将确保系统在部署到实际太空任务之前的功能和安全性，”与埃特林同一所研究所的教授、该研究的主要作者克里斯托弗·E·梅森博士总结道。

该论文发表在《空间技术前沿》杂志上。