我們的尿液可幫助我們在太空中生存嗎?萬能的“生存物資”

據國外媒體報道,如果你覺得自己的尿液是沒用的廢物,那你就大錯特錯了。尿液的量和成分會隨着環境溫度、液體攝入量、情緒狀態(驚恐時往往會有尿意)、一天中所處的時刻、以及其它多種因素有所變化。

我們的尿液可幫助我們在太空中生存嗎?萬能的“生存物資”

人類尿液的成分

和大多數體液一樣,健康人的尿液為多種無機物和無機物的混合物。其中的無機成分包括各種離子,比如鈉、氯、鉀、錳、硫酸根、鈣、氨、有時甚至還有銨根。此外,尿液樣品中還存在檸檬酸鹽、草酸鹽、磷酸鹽等成分,不限性別、也不限排尿時間。有機成分則包括尿素、尿酸、肌酐、馬尿酸、尿膽素原、糖苷、以及硫酸乙酯。此外,尿液95%的成分都是水,上述物質全都懸浮在水中。

植物肥料的成分

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要想用人類尿液種植植物,首先要了解植物肥料的常見成分。眾所周知,肥料主要包含氮、磷、鉀,統稱“氮磷鉀肥”。

其中,氮可以由尿素、硫酸銨、氯化銨等成分提供,磷由過磷酸鹽提供,鉀則由氯化鉀和硫酸鉀提供。

太空植物能否靠尿液生存

從上述對人類尿液和肥料成分的分析來看,植物所需的主要營養物質顯然都能從尿液中找到。不僅如此,其它需要植物從土壤中吸收的營養物質(比如鈣和錳)也都存在於尿液中。再過幾年時間,我們便可利用人類尿液在太空中種植大豆和小麥等植物了。

研究人員建立了矮大豆和小麥的計算機模型,模擬了在裝有通風系統的室內、這些植物在天然土壤中生長的情況。而他們的計算結果顯示,這些植物完全可以從人類尿液中攝取營養物質。

如果該技術在實際中可行,便可幫助我們解決太空旅行的兩大問題:尿液的處理和食物的生產。就目前而言,雖然技術已經取得了很大進步,但宇航員依然只能用一套真空系統排尿,而且必須確保接尿的“漏斗”緊貼皮膚、防止尿液漏出。這些尿液隨後會通過回收系統處理,重新轉化為飲用水。

不過,用尿液培育植物可不像泡方便麵那麼簡單。我們首先要弄清如何將尿液分解成營養物質、然後讓植物吸收和利用這些物質。也許再過20年左右,宇航員的尿液便可達到為植物提供營養物質的要求了。

實際應用

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研究人員還觀察到,在尿液成分分解和利用過程中會釋放出二氧化碳、含氮和含硫氣體。這些氣體如果在宇宙飛船這樣的密閉環境中達到一定濃度,可能會非常危險。好在模擬過程中的氣體濃度並未達到危險值。

不過,鹽分的積累(鉀離子和氯離子)可能會減慢小麥的生長速度。而大豆對鹽分耐受度較高,因此受到的影響較小。

這種方法能夠解決在宇宙飛船上存儲和攜帶尿液的壓力。就算宇航員的尿液本來就是要回收利用的,在培育植物過程中所用的能量和資源也會減少,因為大部分都為植物所用。一旦這些太空植物開始穩定生長,整套系統便可實現自給自足。

尿液在月球上也用處多多

對太空中的宇航員來說,尿液似乎是種萬能的“生存物資”。培育太空植物是一方面,人類尿液甚至還能用來在月球上開展施工建設。

研究顯示,尿液的主要成分尿素很適合用作土工聚合物。將尿素與月球上的地質材料混合后,可迅速變為一種承重能力強、不易變形的聚合物。

我們雖然已經通過其它方法、成功嘗試過了太空植物培育,但要想利用尿液,還有大量研究需要開展。如果能對人類尿液順利進行回收利用,將有助於我們在太空中打造一套可持續系統。這反過來又將推動人類的太空探索、增加我們對廣闊宇宙的了解。雖然這項技術也許還需幾年才能實現,但前途不容小覷。

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