现实生活中的“静止服”：受沙丘启发的宇航服升级版使宇航员能够将尿液回收成水

众所周知，宇航员在太空行走时必须在宇航服内方便。这不仅让穿着者感到不舒服且不卫生，而且还很浪费，因为与国际空间站 (ISS) 上的废水不同，宇航员在太空行走时产生的尿液中的水不会被回收利用。

解决这些挑战的办法是穿上全身“蒸馏服”，就像大片《沙丘》系列中那样，它能吸收和净化因出汗和排尿而流失的水分，并将其再循环到如今，这部科幻小说即将成为现实，原型小说收集和用于宇航服。

该设计由康奈尔大学的研究人员设计，发表于空间技术前沿。

威尔康奈尔医学院和康奈尔大学研究人员、该研究的第一作者索菲亚·埃特林 (Sofia Etlin) 说：“该设计包括一个基于真空的外部导管，通向一个组合式正向-反向渗透装置，持续供应饮用水，并配有多种安全机制，以确保宇航员的健康。”

为即将到来的月球和火星任务而设计

2025 年和 2026 年，NASA 计划进行阿尔忒弥斯二号和三号任务，宇航员将分别绕月飞行并登陆月球南极。预计到 2030 年代初，将有载人火星任务接踵而至。

然而，人们长期以来一直抱怨现有的最大吸收服（MAG）不够舒适、卫生。MAG 是自 20 世纪 70 年代末开始使用的传统 NASA 宇航服的废物管理系统，其功能类似于由高吸水聚合物制成的多层成人尿布。

“据报道，MAG 已经泄漏，并导致了尿路感染和胃肠道不适等健康问题。此外，宇航员目前在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，太空行走可能持续 10 个小时，在紧急情况下甚至可能长达 24 小时，”埃特林说。

宇航员还要求在未来的太空服中减少填充和排气太空服内饮料袋所需的时间，并增加单独供应的不含咖啡因的高能量饮料。

考虑到所有这些目标，埃特林和同事们现在设计了一种尿液收集装置，包括一件由多层柔性织物制成的内衣。它连接到一个由模制硅胶制成的收集杯（男女有不同的形状和尺寸），以适合生殖器。

收集杯的内表面衬有聚酯超细纤维或尼龙-氨纶混纺面料，可将尿液从身体吸出并流向内杯的内表面，然后由吸盘吸走。. RFID 标签与吸水凝胶相连，通过激活泵对水分做出反应。

高科技背包

收集后，尿液被转移到尿液过滤系统，通过两步集成正向和反向渗透过滤系统以 87% 的效率进行回收。该系统使用从尿液中去除水分，并用泵将水和盐分离。

净化后的水经过电解质浓缩后，被泵入航天服内的饮料袋中，再次供人饮用。收集和净化 500 毫升尿液仅需五分钟。

该系统集成了控制泵、传感器和液晶显示屏，由容量为 40 安培小时的 20.5V 电池供电。其总尺寸为 38 x 23 x 23 厘米，重量约为 8 公斤：足够紧凑和轻便，可以放在宇航服的背面携带。

现在原型机已经面世，新设计可以在模拟条件下进行测试，随后可以在真实的太空行走中进行测试。

“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太空因素。这些测试将确保该系统在实际太空任务部署之前的功能性和安全性，”克里斯托弗·E·梅森博士总结道，他是埃特林所在研究所的教授，也是这项研究的主要作者。