宇宙空间站的给排水

　　你曾对太空中的给排水感到疑惑吗？在没有重力的环境里，水怎麽流法？在惯
性飞行状态下，厕所能冲水吗？ 在地球上，给排水对我们来说，是最轻而易举的事
情之一。拧开龙头，水就冲出来，冲完厕所水也就看不见了。在国际空间站，就没
有那末简单。而且，如果漏水了，管道工全都在至少235英里（378公里）以外的
“一箭（火箭）之遥”。

　　宇宙空间站的设计师们，在他们给空间站外壳和内墙敷设管道网时，不得不绞
尽脑汁来对付这些问题。就像人体的静脉和动脉一样，在空间站的给排水系统里循
环着为保持宇航员和空间站良好状态所必须的液体和空气。

　　在绝大部分时间里，空间站必须完全靠它本身来运行，航天飞机的来到，带来
新的供给和装备，但在两次飞行之间，空间站要靠定量的空气和水来运转。这就是
说，空间站必须能有效地运转。航天飞机的货仓是有限和宝贵的，因此，空间站必
须有再生系统，以减少它所必需的水和空气的供给。在地球上，一幢房子可以将废
水排入下水道，送到市里的处理站，空间站则必须有自己的处理站。

　　对流过空间站管道内的一切东西进行有效、防漏的再生系统是重要的。比典型
住宅所用的要精细得多的这种管道和五金器具网络，必须紧凑、轻巧、防锈、防漏、
防菌，而且要高度可靠。为了符合这种苛求，空间站的管道都是用钛、不锈钢、或
聚氯乙烯包金属网芯制成的。相比之下，典型住宅的给排水系统则用塑料和铜制成。

　　空间站的给排水系统，还必须在没有重力支持的情况下工作。在地球上盖房子，
只要埋下管子，让重力或城市供水压力形成水流就行了。在地球轨道的惯性飞行中，
水和空气将停留在管道中，并造成淤塞。

　　戴夫·威廉斯是在德克萨斯州休斯顿太空中心环境控制和生活支持系统（ECLS
S）的系统经理。他说：“你必须认真考虑缺乏重力的问题，因为在正常情况下，除
非有压力推动，流体将停留在那儿。在住宅里，当你冲厕所时，你可以指望重力将
它送入下水道。”

　　为了使流体流动，空间站给排水系统有几十个水泵和风扇以创造压力来保持流
体和空气的流动。

　　给排水系统还必须具有比地球上同类系统更高的清洁度。空间站系统将宇航员
和实验动物的尿液再生，回收其水分，经过过滤，供作饮用。在宇宙空间，宇航员
的健康是至关重要的问题.像管道工一样，附近几乎没有医生。细菌是一大威胁，即
使对空间站本身来说亦是如此，就像在米尔（Mir) 号上真菌繁殖的问题那样。将饮
水中的真菌水平保持到一个绝对的最低水平是必要的。空间站的再生系统可以得到
过滤的、无污染的水，它比地球上自来水的平均水平要清洁得多，安全得多。

　　惯性飞行环境对浴室和水龙头设计也提出了特殊要求。像那些典型的大批量生
产的家用水龙头，在空间站没法使用。

　　“对于水龙头，那是大不相同的，”戴夫说：“对于喝水，我们通常将水盛在
一个密封容器里--它让我想起饮料袋一类的东西。你将袋子挂到分配器上，选择你
的需要量，再按下电钮。分配出定量的水以后，它就会停止。然后，你就可以关上
水龙头，不再管它。”

　　空间站的个人卫生间和地面上的也显得大不相同。传统的厕所没有重力根本不
起作用。空间站用特殊的设备来满足身体需要。两个独立的机器用气流创造出真空，
帮助宇航员把大小便排出。

　　毫无疑问，所有这些对宇航员来说，就像在家里一样及时。这就是太阳系里最
超前的给排水的目标--工作完美得使宇航员们得心应手。最后还得指出，在太空的
工作是一种满时工作，没有人愿浪费时间去叫管道工。

　　（白眉翁译自〈New Science: Plumbing the Space Station(05/04/01)> )

                               插图说明：

　　图一　这就是空间站当前的位置
     
　　　

　　图二　建造中的命运号登月舱，图中显示内墙中的复杂管道和管线。
     


　　图三　（上）水流通过地球上的管道。空气上升而水沿管底流动
     


　　（下）在无重力情况下，水管中的水。空气形成一个气芯在管道中心流动，周
围是水。
     


　　图四　点击此图以观察宇宙空间站的再生系统图解
     


　　图五　空间站上的卫生中心与地球上的非常不同，点击此图以观察更大的画面
     

回目录