人类月球日——浅谈月亮上的水

今天是人类月球日。1969年7月20日人类第一次登月成功,这是人类踏出太空探索的第一步。面对地球上日益严重的人口压力,月球移民一直是科学家的梦想。众所周知,维持人类生存两大因素:氧气和水,这两样东西在之前的月球探索中都没有找到。如果能在月球上找到氧气和水,距离移民月球将迈出巨大的一步。

2020年12月,我国发射的嫦娥五号返回器携带1731克月球样品成功返回地面。而最新的研究结果在近期发布,研究人员已确定月球上有羟基形式的“水”。这是人类首次通过原位探测证明月球有水,终结了长达半个世纪的月球是否有水的争论。

不过科学家虽然已经证实月球上有水,但这只是对水分子甚至羟基进行光谱探测的结果。目前在月球还没有找到液态水、冰、水蒸气或者其他形式的游离水。这也意味着人类还无法直接利用月球上的水饮用或其他用途。不过这毕竟是第一步,也许将来科学家们会有新的发现,使人类往月球上移民成为可能。

那太空中的宇航员饮水问题是怎么解决的呢?现在宇航员的饮水都是从地球运输上太空的。现在国际空间站上的宇航员每人每天约要消耗约11升水。如此巨大的用水量,全部需要从地球上运输上去成本非常高,不切合实际。科学家们采用的解决方式是对水的再生循环。它将空间站上的废水,包括航天员呼出的潮气、汗水、以及个人卫生废水、食品配制与用餐中生成的废水、以及生物实验、植物栽培产生的废水等,进行收集净化,并进行循环利用。这些废水经过专业的处理之后,再作为饮用水、生活用水、工作用水的投入使用,因此航天飞船都有自己的一套全封闭式内循环系统。经过再生循环的废水实际上非常干净,完全符合饮用水标准。

废水再生循环法处理后的水能达到接近纯水的地步,它是如何实现这么神奇的净化效果的呢?原来是利用反渗透技术对废水进行深度过滤净化。反渗透技术主要是通过反渗透膜来对水进行过滤处理的一种技术。反渗透膜上有非常多的细微小孔,膜孔直径只有0.0001-0.001微米。这么小的孔径,除了水能通过外,水中含有的各种杂质因为体积都大于孔径,几乎都会被反渗透膜拦截下来。反渗透膜能够有效地去除水中几乎所有物质,如溶解盐类、微生物、有机物、重金属、矿物质等,过滤出接近纯净的纯水。

经过几十年的发展,反渗透技术已经非常普及,并应用在家用净水器上。SYR汉斯希尔智优RO纯水机的主要过滤介质就是反渗透膜,过滤精度低至0.0001微米,可以有效去除原水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等有害物质,实现截留杂质,获得纯净水的目的。

人类月球日——浅谈月亮上的水

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