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[2021年我们的尿液可帮助我们在太空中生存吗?万能的“生存物资”

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  北京时间12月29日消息,据国外媒体报道,如果你觉得自己的尿液是没用的废物,那你就大错特错了。

人类尿液的成分
  尿液的量和成分会随着环境温度、液体摄入量、情绪状态(惊恐时往往会有尿意)、一天中所处的时刻、以及其它多种因素有所变化。
  和大多数体液一样,健康人的尿液为多种无机物和无机物的混合物。其中的无机成分包括各种离子,比如钠、氯、钾、锰、硫酸根、钙、氨、有时甚至还有铵根。此外,尿液样品中还存在柠檬酸盐、草酸盐、磷酸盐等成分,不限性别、也不限排尿时间。有机成分则包括尿素、尿酸、肌酐、马尿酸、尿胆素原、糖苷、以及硫酸乙酯。此外,尿液95%的成分都是水,上述物质全都悬浮在水中。

植物肥料的成分
  要想用人类尿液种植植物,首先要了解植物肥料的常见成分。众所周知,肥料主要包含氮、磷、钾,统称“氮磷钾肥”。
  其中,氮可以由尿素、硫酸铵、氯化铵等成分提供,磷由过磷酸盐提供,钾则由氯化钾和硫酸钾提供。

太空植物能否靠尿液生存
  从上述对人类尿液和肥料成分的分析来看,植物所需的主要营养物质显然都能从尿液中找到。不仅如此,其它需要植物从土壤中吸收的营养物质(比如钙和锰)也都存在于尿液中。再过几年时间,我们便可利用人类尿液在太空中种植大豆和小麦等植物了。
  研究人员建立了矮大豆和小麦的计算机模型,模拟了在装有通风系统的室内、这些植物在天然土壤中生长的情况。而他们的计算结果显示,这些植物完全可以从人类尿液中摄取营养物质。
  如果该技术在实际中可行,便可帮助我们解决太空旅行的两大问题:尿液的处理和食物的生产。就目前而言,虽然技术已经取得了很大进步,但宇航员依然只能用一套真空系统排尿,而且必须确保接尿的“漏斗”紧贴皮肤、防止尿液漏出。这些尿液随后会通过回收系统处理,重新转化为饮用水。
  不过,用尿液培育植物可不像泡方便面那么简单。我们首先要弄清如何将尿液分解成营养物质、然后让植物吸收和利用这些物质。也许再过20年左右,宇航员的尿液便可达到为植物提供营养物质的要求了。

实际应用
  研究人员还观察到,在尿液成分分解和利用过程中会释放出二氧化碳、含氮和含硫气体。这些气体如果在宇宙飞船这样的密闭环境中达到一定浓度,可能会非常危险。好在模拟过程中的气体浓度并未达到危险值。
  不过,盐分的积累(钾离子和氯离子)可能会减慢小麦的生长速度。而大豆对盐分耐受度较高,因此受到的影响较小。
  这种方法能够解决在宇宙飞船上存储和携带尿液的压力。就算宇航员的尿液本来就是要回收利用的,在培育植物过程中所用的能量和资源也会减少,因为大部分都为植物所用。一旦这些太空植物开始稳定生长,整套系统便可实现自给自足。

尿液在月球上也用处多多
  对太空中的宇航员来说,尿液似乎是种万能的“生存物资”。培育太空植物是一方面,人类尿液甚至还能用来在月球上开展施工建设。
  研究显示,尿液的主要成分尿素很适合用作土工聚合物。将尿素与月球上的地质材料混合后,可迅速变为一种承重能力强、不易变形的聚合物。
  我们虽然已经通过其它方法、成功尝试过了太空植物培育,但要想利用尿液,还有大量研究需要开展。如果能对人类尿液顺利进行回收利用,将有助于我们在太空中打造一套可持续系统。这反过来又将推动人类的太空探索、增加我们对广阔宇宙的了解。虽然这项技术也许还需几年才能实现,但前途不容小觑。 ●
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