อวกาศ ก่อนหน้านี้เหตุการณ์ที่นักบินอวกาศของยานเสินโจว 15 เสร็จสิ้น กิจกรรมนอกห้องโดยสารเป็นครั้งแรกได้จุดประกายการถกเถียงอย่างเผ็ดร้อน ลูกเรืออวกาศรายนี้ใช้ชีวิตในอวกาศมาเกือบ 3 เดือน และอายุขัยในวงโคจรที่วางแผนไว้คือ 6 เดือน ซึ่งก็คือ 180 วัน มีรายงานว่าในช่วง 180 วัน นักบินอวกาศใช้น้ำประมาณ 4.4 ลิตรทุกวัน และค่าขนส่งน้ำขึ้นสู่อวกาศประมาณ 10,000 ดอลลาร์สหรัฐต่อลิตร

ในกรณีนี้ค่าครองชีพในอวกาศสูงเกินไปน้ำมักถูกยกย่องว่าเป็นแหล่งที่มาของชีวิต เพราะผู้คนสามารถดำรงชีวิตอยู่ได้ประมาณครึ่งเดือนโดยอาศัยน้ำโดยไม่มีอาหาร แต่หลังจากขาดน้ำ 5 ถึง 7 วัน ชีวิตของพวกเขาก็จะตกอยู่ในอันตราย ตัวอย่างเช่น หลังจากขาดน้ำครบ 72 ชั่วโมง อาการปวดศีรษะรุนแรงจะปรากฏขึ้น และสมองอาจได้รับความเสียหายที่แก้ไขไม่ได้

ด้วยเหตุนี้ หากนักบินอวกาศต้องการใช้ชีวิตและทำงานตามปกติใน อวกาศ ทรัพยากรน้ำจะต้องถูกเก็บไว้อย่างเพียงพอ เมื่อก่อนเทคโนโลยีการบินและอวกาศไม่ได้รับการพัฒนาเพียงพอ ผู้คนสามารถขนส่งน้ำไปยังอวกาศได้ด้วยวิธีการแบบดั้งเดิมเท่านั้น ยกตัวอย่างสถานีอวกาศนานาชาติก่อนที่ระบบบำบัดวัฏจักรน้ำจะเริ่มทำงาน น้ำทั้งหมดจะถูกส่งขึ้นไปโดยกระสวยอวกาศ หรือยานอวกาศบรรทุกสินค้า

วิธีการขนส่งนี้ส่งผลให้ต้นทุนต่อน้ำ 1 ลิตร สูงอย่างไม่น่าเชื่อ ซึ่งสามารถสูงถึง 10,000 ดอลลาร์ ได้อย่างง่ายดายตามการคำนวณ นักบินอวกาศแต่ละคนต้องดื่มน้ำ 2.5 ลิตรต่อวัน นอกจากนี้ยังต้องการน้ำอิเล็กโทรไลต์เพื่อผลิตออกซิเจน และความจำเป็นในการล้าง ซึ่งนักบินอวกาศจะดื่มน้ำอย่างน้อยประมาณ 4.4 ลิตร ของน้ำ จำนวนสมาชิกในสถานีอวกาศโดยทั่วไปคือ 3 ถึง 6 คน

หากคำนวณโดยคน 6 คน จะใช้น้ำ 26.4 ลิตรต่อวัน ซึ่งหมายความว่าจะมีค่าใช้จ่ายประมาณ 270,000 ดอลลาร์สหรัฐต่อวัน การบริโภคในระหว่างขั้นตอนการวางแผนการบิน 180 วันนั้นเกินหลัก 10 ล้านดอลลาร์อย่างง่ายดาย แน่นอนว่าไม่เพียงแต่ปัญหาเรื่องต้นทุนการขนส่งที่สูงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงวิธีการกักเก็บทรัพยากรน้ำด้วย

คุณต้องทราบว่าเอสเอฟเอ็กซ์เพรสไม่ได้จัดส่งยานอวกาศขนส่งสินค้าทุกวัน และมักใช้เวลาช่วงหนึ่งก่อนส่งมอบ ในกรณีนี้จำเป็นต้องเตรียมน้ำในปริมาณหลายๆวันในคราวเดียว และเป็นการยากที่จะหาที่เก็บน้ำหลังจากขนขึ้นมา ทำให้สิ้นเปลืองพื้นที่อันมีค่า ภายใต้สถานการณ์ดังกล่าว ผู้คนต้องเริ่มคิดหาวิธีที่จะทำให้สถานีอวกาศผลิตและขายเอง วิธีการที่ผลิตขึ้นเองนั้นแบ่งออกเป็นวิธีทางเคมี

วิธีทางชีวภาพ และวัฏจักรของน้ำ ในแง่ของวิธีการทางเคมี ยานอวกาศอะพอลโลได้เริ่มใช้วิธีนี้แล้ว เนื่องจากโดยทั่วไปมีเซลล์เชื้อเพลิงพิเศษบนยานอวกาศ ซึ่งใช้ไฮโดรเจนและออกซิเจนเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า และหลังจากที่ก๊าซทั้งสองถูกสัมผัสและเผาไหม้ พวกมันไม่เพียงผลิตไฟฟ้าได้เท่านั้นแต่ยังผลิตน้ำได้อีกด้วย การผลิตน้ำของแบตเตอรี่แต่ละก้อนบนยานอวกาศอะพอลโลอยู่ที่ประมาณ 0.23 ถึง 0.54 ลิตรต่อชั่วโมง

น้ำจะต้องผ่านการกรองก่อนที่จะนำไปใช้ได้ โดยทั่วไป วิธีการทางเคมีผลิตน้ำได้น้อยเกินไป และการพัฒนาวิธีการทางชีวภาพยังไม่โตพอ วิธีการที่ใช้กันทั่วไปในปัจจุบันยังคงเป็นวิธีการหมุนเวียนของน้ำ และผู้คนยังเรียกผลิตภัณฑ์ของมันว่าน้ำในอวกาศ คุณน่าจะเคยเห็นน้ำแบบนี้ในการถ่ายทอดสดชีวิตในอวกาศของนักบินอวกาศชาวจีน น้ำทั้ง 3 บรรจุอยู่ในถุงใสที่มีคำว่าน้ำในอวกาศ

อย่างที่เราทราบกันดีว่าบนโลกมีวัฏจักรที่ค่อนข้างสมบูรณ์แบบ ซึ่งสามารถเปลี่ยนของเสียให้เป็นสมบัติ และทำให้ระบบนิเวศทั้งหมดอยู่ในสภาพที่ค่อนข้างคงที่ สถานีอวกาศนั้นเทียบเท่ากับวงกลมระบบนิเวศขนาดเล็กจริงๆ ดังนั้นมันจึงมีหน้าที่ในการหมุนเวียน นักบินอวกาศอาศัยอยู่ในนั้นทุกๆวันและพวกเขาจะผลิตน้ำเสียจำนวนมากเช่น ปัสสาวะและเหงื่อน้ำเสียเหล่านี้ที่ปล่อยออกจากร่างกายมนุษย์

สามารถสร้างขึ้นใหม่ได้ผ่านระบบหมุนเวียนน้ำ และกลายเป็นน้ำที่จำเป็นสำหรับชีวิตประจำวันของผู้คน ในกรณีนี้ในปี 2008 จำนวน 44 เปอร์เซ็นต์ของน้ำในประเทศและน้ำอิเล็กโทรไลซิสทั้งหมดบนสถานีอวกาศนานาชาติมาจากการรีไซเคิลน้ำ ยิ่งไปกว่านั้นด้วยการยกระดับและปรับปรุงระบบการไหลเวียนของน้ำอย่างต่อเนื่อง ทำให้ผลผลิตในปัจจุบันมีมากขึ้น

วิธีนี้ได้กลายเป็นแหล่งที่มาหลักของน้ำแห่งชีวิตในอวกาศ องค์ประกอบและโหมดการทำงานของระบบหมุนเวียนน้ำ โดยระบบการไหลเวียนของน้ำเป็นส่วนสำคัญของการควบคุมสิ่งแวดล้อม และระบบช่วยชีวิตของสถานีอวกาศ การมีอยู่ของระบบนี้คือการช่วยให้สถานีอวกาศสร้างสภาพแวดล้อมที่คล้ายกับพื้นดิน เพื่อให้สามารถไหลเวียนและจัดหาน้ำที่เพียงพอและออกซิเจนสำหรับสถานีอวกาศ

ท้ายที่สุด ปริมาณการใช้จะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องตามการขยายเวลาการโคจร ตามข้อมูลจากลูกเรือ 3 คน จะใช้วัสดุน้ำและก๊าซจำนวนมากและภาชนะเก็บเป็นเวลา 1 ปี ส่วนใหญ่ประกอบด้วยน้ำประมาณ 4 ตัน ออกซิเจนประมาณ 2 ตัน และคาร์บอนไดออกไซด์ประมาณ 2 ตัน ในการทำให้บริสุทธิ์ ตัวแทนการปนเปื้อนของปัสสาวะและของเสียต้องใช้พื้นที่จัดเก็บมาก

ระบบหมุนเวียนน้ำส่วนใหญ่ประกอบด้วยอุปกรณ์กู้คืนปัสสาวะ และเครื่องประมวลผลน้ำอุปกรณ์กู้คืนปัสสาวะเรียกอีกอย่างว่า ระบบบำบัดปัสสาวะในสถานีอวกาศเทียนกง ซึ่งเป้าหมายคือการสกัดน้ำออกจากปัสสาวะของนักบินอวกาศด้วยวิธีกลั่นสุญญากาศ จากนั้นให้ตัวประมวลผลน้ำดำเนินการทำให้บริสุทธิ์อย่างล้ำลึก และในที่สุดก็ตอบสนองความต้องการของน้ำดื่ม

เมื่อพิจารณาจากตัวบ่งชี้การเผาผลาญที่เกี่ยวข้องของสภาพแวดล้อมที่มีมนุษย์ของสถานีอวกาศที่ได้รับจากการทดลอง ปริมาณปัสสาวะในแต่ละวันของนักบินอวกาศแต่ละคนจะอยู่ที่ประมาณ 1.6 กิโลกรัม ซึ่งหมายความว่าวัตถุยังคงอุดมสมบูรณ์อยู่มาก ขั้นตอนการทำงานพื้นฐานของระบบบำบัดปัสสาวะ คือการเติมสารบำบัดลงในปัสสาวะที่เก็บไว้เพื่อการบำบัดล่วงหน้า หลังจากการปรับสภาพเสร็จสิ้น

การกลั่นด้วยแรงดันต่ำจะดำเนินการเพื่อขจัดสารมลพิษส่วนใหญ่ในปัสสาวะ เนื่องจากยังคงเป็นเรื่องยากที่จะกลั่นในอวกาศได้ ดังนั้น อุปกรณ์กลั่นแบบหมุนจึงได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษ อุปกรณ์นี้มีโครงสร้างขนาดเล็ก กินไฟต่ำ และประสิทธิภาพการซีลที่แข็งแรง หลังจากได้รับน้ำกลั่นที่ผลิตโดยอุปกรณ์แล้ว ก็ยังไม่สามารถดื่มได้โดยตรง เนื่องจากสารอันตรายบางชนิดยังคงอยู่ในน้ำกลั่นในขณะนี้

จำเป็นต้องทำให้บริสุทธิ์อย่างล้ำลึก ขณะนี้ระบบบำบัดน้ำกำลังจะเปิดตัว ขั้นแรกจะใช้การกรองเพื่อขจัดอนุภาคของแข็งที่เกี่ยวข้องกับน้ำกลั่น จากนั้นใช้เรซินแลกเปลี่ยนไอออนสำหรับการกลั่นน้ำทะเล และใช้ถ่านกัมมันต์เพื่อดูดซับสารมลพิษระดับโมเลกุลขนาดใหญ่ หลังจากดำเนินการข้างต้นเสร็จสิ้น จะต้องเติมสารฆ่าเชื้อเพื่อป้องกันการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ในน้ำ

สุดท้ายเครื่องปฏิกรณ์ในระบบบำบัดน้ำยังใช้เซนเซอร์วัดค่าการนำไฟฟ้า เพื่อทดสอบความบริสุทธิ์ของน้ำเพราะยิ่งน้ำบริสุทธิ์มากเท่าใด ค่าการนำไฟฟ้าก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น หากผ่านได้ก็สามารถเข้าสู่แท็งก์น้ำสะอาดเพื่อให้นักบินอวกาศใช้ หากล้มเหลว ระบบจะส่งกลับเพื่อดำเนินการใหม่ ข้างต้นคือกระบวนการทำงานของระบบหมุนเวียนน้ำของสถานีอวกาศ

ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วผู้คนจะบรรลุความพอเพียงได้ นอกจากปัสสาวะจะมีส่วนร่วมในวัฏจักรของน้ำแล้ว น้ำเสียจากครัวเรือน เหงื่อ และสิ่งที่คล้ายกันก็จะถูกรีไซเคิลเช่นกัน ซึ่งผลการทดสอบการตรวจสอบการจำลองแบบครอบคลุมที่มีพนักงานควบคุมเป็นจริง อัตราการบำบัดน้ำของระบบสามารถบรรลุความสามารถในการบำบัดน้ำควบแน่นและน้ำกลั่นในปัสสาวะ ภายใต้เงื่อนไขของลูกเรือ 6 คน

ประสิทธิภาพการนำน้ำกลับมาใช้ใหม่ไม่ต่ำกว่า 95 เปอร์เซ็นต์ ข้อกำหนดด้านคุณภาพน้ำสำหรับการผลิตออกซิเจนด้วยไฟฟ้า แน่นอนว่านอกจากระบบการไหลเวียนของน้ำที่กล่าวถึงข้างต้นแล้ว ระบบการสร้างออกซิเจนในสถานีอวกาศก็มีความสำคัญเช่นกัน

บทความที่น่าสนใจ : สงครามโลก ศึกษาประวัติศาสตร์และสาเหตุของสงครามโลกครั้งที่ 2