NASA利用卫星监测水资源,并追踪水质变化。
这家美国太空机构还在研发新技术,用于海水淡化和从空气中提取水。
NASA旨在改进水管理方法,并增强地球应对水资源短缺的韧性。
在太空中,我们将每一滴水都视为宝贵资源,这推动了节约与再利用技术的投资。如今,这些创新正在地球上发挥作用!从发现隐藏水源到推进净化技术,请了解NASA正如何改变我们在生活中使用和管理水的方式。
微生物单向阀
一种名为微生物单向阀的水消毒装置,通过碘化树脂床过滤水,于20世纪70年代为航天飞机上的饮用水而发明,并于20世纪90年代升级为可自我再生的版本,用于国际空间站。该微生物单向阀现已成为水净化装置的核心,已部署于印度、墨西哥、巴基斯坦及其他国家,包括数百个偏远村庄。它还催生了广受欢迎的DentaPure滤芯,已在牙科器械中净化水路,遍布全球近30年。
利用雷达成像定位水井水源
2002年,一位勘探地质学家在利用NASA星载成像雷达的地球图像寻找地下资源时意识到,这些图像还可能帮助他找到地下水分。他随后在其公司Radar Technologies International开始开发WATEX系统,并于2013年,该系统在肯尼亚西北部一片干旱地区的地下发现了一个巨大的含水层,蕴藏着数十万亿加仑的水。该技术目前已帮助钻探了2,500口井,其中许多位于干旱地区,寻找水源的成功率达98%。
水质检测应用程序
NASA为宇航员开发了一种简单的大肠菌群检测方法,用于检测国际空间站的水质。此后,该机构的一名环境工程师与妻子及一名软件工程师合作,开发了mWater智能手机应用程序。该应用程序允许用户基于NASA所创建的检测方法进行大肠菌群检测,以及其他简单的水质检测,并可通过地图软件共享检测结果。目前,180个国家的政府、非营利组织和供水机构正在使用mWater检测套件和应用程序检测饮用水,并记录、共享和追踪水务数据。
源自宇航员饮用水标准的过滤器
自早期以来,NASA一直在探索各种水净化技术,以为宇航员提供饮用水。21世纪初,在该机构SBIR资金的支持下,Argonide Corporation优化了一种名为NanoCeram的过滤技术,该技术结合了带正电荷的微观氧化铝纤维与活性炭,用于截留微生物和其他污染物。此后,NanoCeram已被应用于实验室级过滤器、水 瓶、便携式人道主义装置、工业水净化,甚至还包括一款水循环淋浴器。
微生物污染物灭菌器
NASA早期探索的一项水净化技术,是利用银离子中和微生物污染物。在阿波罗任务以及随后的航天飞机任务之前,该机构委托设计和制造了银离子发生器,用于对航天器燃料电池的副产物水进行灭菌,确保其可安全饮用。NASA从未将该技术投入飞行使用,但该机构公开了这些发明的详细信息,为包括家用家用水过滤器和水 软化器,以及系统,适用于游泳池、水疗池、冷却塔、池塘、锅炉和医院在内的商业产品线提供了基础。
地下水修复
在NASA于肯尼迪航天中心一处历史悠久的发射场周围的地下水中发现大量氯化溶剂后,该中心的科学家提出了一种独特方法,用于去除这些污染物——这些污染物现已被禁用,但曾被多个行业广泛使用。该方法获得专利后的20年间,NASA已将这一被称为乳化零价铁(EZVI)的配方授权给多家企业,这些企业已将其用于环境清理工作,遍布全国各地。肯尼迪航天中心的一名工程师后来发明了一种类似技术,用于从地下水中去除另一种常见污染物多氯联苯(PCBs)。一家为获得该技术许可而成立的公司,该公司于2017年获得该技术许可,目前已在全球各地开展清理工作。
通过渗透进行过滤
2007年,NASA了解到一家丹麦公司正在研发基于嵌入水通道蛋白膜的水过滤技术。水通道蛋白是一种让水分子逐个穿过细胞膜的蛋白质。NASA一直对更好的水净化技术感兴趣,因此成为该公司的首位付费客户,资助其原型开发,随后与欧洲航天局合作,在国际空间站上测试该膜。该公司Aquaporin A/S目前销售水槽下净水器(分布于欧洲和印度),其正向渗透模块正用于处理工业和城市废水。
监测农业用水的工具
计算农业用水量的最佳方法,不是测量有多少水被引入农田,而是测量植物和土壤的蒸散量。一款名为EEFlux的工具由研究人员于2010年代开发,是最早利用NASA建造的卫星地球成像数据来计算蒸散量的工具之一。它有助于管理加利福尼亚等干旱地区的水资源。一种类似的商业方法来自Tule Technologies,已帮助部分加利福尼亚农民将用水量削减多达一半。2021年,NASA及其合作伙伴推出了OpenET在线平台,允许用户计算西部17个州任何地点的蒸散量。该工具正帮助农民和地方政府携手节约稀缺的水资源。
由电解水驱动的推进器
尽管NASA在地球上帮助净化和节约用水的方式众多,但它首先且最重要的身份仍是全球顶尖的航天机构。因此,它还致力于将水用作火箭燃料——这种燃料可从其他行星、卫星和小行星上获取,用于深空旅行。电流可将水分解为氢气(NASA青睐的火箭燃料)和氧气(助燃)。2019年,Tethers Unlimited公司推出了首款商用由电解水驱动的推进器,该技术是该公司在航天机构多年资助下研发的。该技术将首先应用于商业卫星,用于维持或改变其轨道。



