【教評航天教室】太空站3招讓供水「生生不息」
上回跟大家分享了航天員在中國空間站的部分生活，談過了「住」，今次跟大家談談航天員在空間站的「食」。未談食，先談喝，地球上兩種最重要的資源是空氣和水，取之不盡又不可或缺，但偏偏太空上就沒有這兩種生存的資源，所以談食之前，先要談水和空氣。
地球上的空氣和水能夠用之不竭，主要是靠大自然的循環再造，人類吸收氧氣，呼出二氧化碳，相反植物吸收陽光和二氧化碳，排出氧氣，一來一回，取長補短，使氧氣不斷供應；而水流入大海，太陽把它蒸發上天，雨水落下來變成可使用的水，這種生生不息的過濾，令地球上的水循環再造，令萬物得以生存。在空間站的航天員要有足夠的空氣和水，也得靠「循環再造、生生不息」這道金科玉律。
春秋時代的思想家老子對水特別欣賞，他在《道德經》中提出「上善若水」，意思是具有完美道德的人，就像水的品性一樣，惠澤萬物而不爭名利。在太空來說，水也是上善和寶貴的。
在空間站，水的其中一個用處是用來製造氧氣。你知道水的化學代名詞是「H2O」嗎？水又名氧化二氫，即是由氫（Hydrogen）和氧（Oxygen) 組成，而一个成年人一天大約要呼吸2萬到次2.8萬次，既然太空沒有氧，我們便只好收集空間站的水，然後把水的氫和氧分解，那便有氧了。這種以電解水的方法十分耗電，但太空站擁有巨型的太陽能電池板，以電解水便變成一種很好的方法。
我們剛剛強調「循環再造，生生不息」，所以航太員呼出的二氧化碳也會收集，與水和其他氣體一併處理，循環再用。有人會問為什麼不用壓縮氧氣筒？一來運上太空的成本很高，二來美國的阿波羅13號在1970年起航，曾因壓縮氧氣罐在太空發生爆炸，差點釀成災難，所以以電解水是較方便和安全的方法。氧氣的問題好像靠「水」解決了，但水從哪裏來？
天舟運水成最貴「物流」
第一個方法是往空間站運水，中國載人的飛船是「神舟系列」，載貨的是「天舟系列」貨運飛船。每20升水會被包裝成一個水包，供給航天員們日常使用，但這方法的成本太高。在神舟十三號的太空任務裏，翟志剛、王亞平和葉光富在「天宮」駐守了180天，用水超過1,600公升，他們要的水是直接從地球由天舟十三號運過去的，估計每升成本高達14萬至35萬元人民幣。
第二個方法是在太空站「造水」，就是通過氫氧燃料電池，讓氫和氧於催化劑的作用下，在兩個電極上氧化成水，這方法難度不算大，惟涉及能源和成本等問題，未成主流。
第三個方法是最主要的太空水來源，就是把航天員的尿液、汗液、空氣的水蒸氣等收集及循環再造，變成「再造水」，這個過程很複雜，需要通過一系列的淨化和蒸餾來把這些廢水變成可以飲用的水。篇幅所限，下次再和大家談談太空的「再造水」，看看如何「循環再造、生生不息」吧！
● 蔡世鴻 中華基督教會協和小學（長沙灣）校長，教育評議會、航天教育學校聯網主席
