美國宇航局繼續其太陽系探索的計劃，不包括為宇航員在長達數月的任務中攜帶足夠飲用水。相反，美國宇航局將依靠一個水回收系統，該系統不僅回收冷凝水蒸氣和宇航員汗液和呼吸產生的微量汙染物，還回收尿液。
這項技術已經開發了幾十年。但是，將成為美國宇航局國際空間站（ISS）再生環境控制和生命支援系統（ECLSS）一部分的水回收系統，如果想要支援該航天機構重返月球和進一步前往火星的雄心，仍然需要進行多項改進。暫且不提後勤，在太空梭上運送一公斤（2.2磅）水大約需要5000美元。在更長任務中的成本可能會更高。
為了太空飛行或空間站的目的，水回收系統收集宇航員的尿液和艙內空氣中的冷凝水，透過一系列化學處理和過濾，將水分轉化為飲用水。第一步是將固體顆粒，如皮膚細胞和毛髮從液體中過濾出來。之後，化學溶解汙染物，並向液體中新增氧氣以氧化微量有機物，以便也可以將其去除。接下來，對液體進行“拋光”，這意味著去除清潔過程中殘留的化學物質。最後，加入碘進行微生物控制，就像市政供水部門向城市飲用水中新增氯一樣。由此產生的液體被送到一個大型儲水箱，可以從中取用飲用水。
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目前，美國宇航局正在開發的水回收系統能夠捕獲尿液中高達85%的水。加上淨化的冷凝水，美國宇航局的科學家能夠回收太空任務期間產生的92%的廢棄水分。
但是，如果水回收系統要與宇航員一起前往月球或火星，它們必須做得更好。“回收92%的水是偉大的，這在近地軌道上是可持續的水回收量，”美國宇航局在阿拉巴馬州亨茨維爾的馬歇爾太空飛行中心的ECLSS中心專案經理鮑勃·巴格迪吉安說。“但是，缺失的8%對於更長的任務來說變得難以承受。”
有三個正在開發中的水回收系統。除了馬歇爾裝置外，其他裝置正在美國宇航局位於加利福尼亞州莫菲特菲爾德的艾姆斯研究中心和休斯頓的約翰遜航天中心進行測試。最終產品很可能彙集所有三者的最佳部分，將整合一些今天單獨完成的流程。最終的回收系統可能會將尿液和冷凝水一起收集，再加上洗衣或淋浴後剩餘的水，而不是最初分別處理尿液和冷凝水。（雖然目前國際空間站上沒有洗衣機或淋浴，但美國宇航局不排除將它們用於探索任務。）預先稀釋尿液可以提高淨化過程的效率。
宇航員在航天器上使用的化學物質型別的變化有助於提高水的回收效率。“你必須使用一種你不會很難從水中去除的肥皂，”馬歇爾微生物學家和月球和火星等探索任務的生命支援專案經理蒙西·羅曼說。
計劃於2008年9月透過太空梭送往國際空間站的水回收系統將是獨立的，這意味著宇航員不必手動啟動製造飲用水所需的各種步驟，羅曼說。儘管如此，該系統仍然有很多元件，其中許多元件必須定期更換。“對於系統產生的每100公斤[（220磅）]的水，你必須更換價值八公斤[（17.5磅）]的裝置，”巴格迪吉安說。“我們需要在提高水回收率的同時降低這個比率。”
早在60年代末和70年代初，“我們就知道，離開地球的探索將需要水的回收和氧氣的回收，”巴格迪吉安說。俄羅斯宇航員自1971年和1986年分別發射的禮炮1號和和平號空間站以來，一直在收集和回收艙內空氣系統中的水分。俄羅斯人還做了一些工作，開發出可以透過電解將水轉化為氣態氫和氧的電解槽。“他們已經將這些技術整合到他們[國際]空間站的一部分中，”他說。
雖然這些都無法讓人聯想到從山澗流下的冰冷清澈的飲用水的解渴景象，但美國宇航局確實進行了一些盲品測試，比較了回收的飲用水與普通自來水以及添加了碘的自來水。在一到九的等級中，沒有一種水的得分高於五分。喝完回收水後最典型的反應是注意到碘的味道。明年將安裝在國際空間站上的水回收系統版本將增加一個步驟，將碘從成品中洗掉。
最終，目標是模擬自然界回收尿液和其他人類副產品的方式。“不同之處在於，”羅曼說，“在月球上的空間站裡，你會知道你喝的是誰的尿液。”