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实验目的：
探究太空中的水在各种温度下的状态，为以后人类长时间的太空活动的生命维持探索可行方案，甚至为建立一个太空的人工生态系统有所帮助。验证布朗运动：试验在失重下是否还可以进行热传导。
设想与阐释：
水在真空中会是什么状态?一个容器中加入水，在从容器中抽干空气的过程中，由于容器内的气压逐渐降低，那么水的沸点也会降低，会出现沸腾，由于沸腾会吸收热量，除了水之外又没有其他的热源，那么水的温度会降低，然后结冰，成为固态。
在真空环境里，水的沸点应该是极低的，并且水的凝固点可能受到真空的影响。由此，我们可以提出两个问题：
问题1：在真空环境下水的沸点是多少摄氏度?
问题2：在真空环境下水的凝固点是多少摄氏度?
并由此得出水在真空中的沸点和凝固点的两种猜想：
猜想A：在真空条件下水的凝固点比水的沸点低，水的凝固点温度降低到0℃以下。
猜想B：在真空条件下水的沸点比水的凝固点低，水的凝固点为0℃。
如果沸点比凝固点高，那么，水在真空条件下就有着可以保持液态的温度，并能在这样的条件下保持液态。
对于猜想B的进一步解释：因为水一旦融化就会产生蒸气压，当水的蒸气压达到水面上的气体总压的时候，水就会沸腾，而真空环境下只要有水就会沸腾并气化，所以，如果猜想成立，那么在真空环境下的水只存在两种状态——固态和气态。这就存在着水的固态和液态间的临界温度。但这里还存在一种可能，就是当水足够多时，真空下对水的固体(即冰)进行加热，到了一定温度，冰开始溶解并马上沸腾气化，由于容器是一个封闭的空间，那么一部分冰气化后会产生一定的气压。
由此可以引出猜想C：封闭空间内的冰气化后会产生气压，此时水的沸点就会上升，水在一定压强下，沸点超过了此时的水温，那么水停止沸腾，水此时可以保持液态——但是，这个水的状态是不稳定的，因为液态水比水蒸气的温度低，水蒸气将会凝结成水，那么容器内的气压又会降低，沸点又会降低，然后水又会沸腾，又会产生大量的水蒸气，气压继续增强，达到又可以维持液态水的沸点，所以这个状态是不稳定的。这里就存在这样一个问题：
问题3：这种不稳定的状态是否可以长时间的维持?由于热传递，水的热量会通过像热辐射这样的途径散失，那么水的温度应该是越来越低的，那也可能导致容器内气压越来越低，水的沸点越来越低，如果是这样，那这种不稳定状态会维持到什么程度，将会是一个很有趣的未解问题。
解决问题1和问题2的实验应该要有一个真空中的抽气装置，可以把水蒸气抽出来(关于抽气装置的设想参见本文最后)，这样可以进行对照实验，特别是对于猜想A，需要排除掉水蒸气产生的气压干扰。
以上我们只讨论了在真空环境下水的状态，而太空中还存在一个重要的环境——失重。由于没有重力，水不会存在着压强和浮力，也就不存在压强差，所以冷热气体和冷热液体不会对流，那么在失重环境下就少了一种热传递方式——对流。对流是液体或气体中较热部分和较冷部分之间通过循环流动使温度趋于均匀的过程。这个过程需要压强差。所以对流在失重状态下是不可能发生的。但热传递存在着三种方式：对流、热传导和热辐射。这里提出问题4：失重环境下是否也不存在热传导?
热传导是由于分子的热运动引起的，我们认为，分子的热运动需要重力的支持，尽管分子进行无规则的运动(即布朗运动)，是什么给这些分子的运动提供能量，根据能量守恒定律，能量是不可能凭空产生的，也许正因为重力的作用使分子受到了重力的反作用力，这样分子才能持续的运动。
所以就有了猜想D：失重环境下不存在热传导。
要证实这种猜想，我们可以在太空环境下使用有色水添加到无色水中，如果不扩散，则这个假设是成立的。如果成立，那么在太空中的加热只能是通过热辐射。
失重环境导致了水在太空中是一个完美的球形，水仅仅靠表面的张力维持形态。再加上真空环境，这就有了独有的实验环境。
在失重状态下一般都是用微波进行加热，当水被加热到沸腾时(这里有一个前提就是容器里有一定的蒸气压，使沸点增高，能保持液态水)，此时沸腾的现象应该是水向四周剧烈气化。这时如果使用抽气装置，把气化后的水抽出，那么容器内部就会没有气压，而且由于热量的释出，里面剩余的水温度会降低，达到水的凝固点，结成冰，这里就有了猜想E：在真空失重环境下的冰是一个完美的球形。
由于不存在重力，此时冰的形态应该是很有趣的，在水凝结成冰的那一瞬间我们可以仔细的观测到地球上观测不到的变化，这样我们可能对凝固产生新的认识。
在太空中电解水，需要克服很多困难，如失重下的水怎样通电，怎样收集氢和氧，并且，曾经有实验表明，电解时的水不容易结冰，我们通过实验装置将容器中的气体排除，并使液体的体积等于容器的体积，再进行电解实验。观察失重时电解水的过程，并测出电解水时结冰的温度。
装置与环境要求：能有一个承受高压强的密封容器，真空，最好容器内还能有一个抽气装置，一个摄像头，还需要一个温度的测量装置，进行电解水试验的话则需要一个放电的装置。
对太空抽气装置的没想：在封闭的容器中装一个活塞与外界相连，活塞上需要加一层高分子的隔膜(水蒸气能透过高分子的隔膜而水不能或仅仅能少量通过)，当需要排除内部的水蒸气时，活塞打开，由于外部的真空，容器内部的气体和物体都会被压出，但由于高分子隔膜的阻挡，水很难被压出，当水蒸气被压出后，关闭活塞，容器里又会变为真空状态。
这套实验过程需要细致的观察才能得到结果。
探究太空中的水在各种温度下的状态，为以后人类长时间的太空活动的生命维持探索可行方案，甚至为建立一个太空的人工生态系统有所帮助。验证布朗运动：试验在失重下是否还可以进行热传导。
设想与阐释：
水在真空中会是什么状态?一个容器中加入水，在从容器中抽干空气的过程中，由于容器内的气压逐渐降低，那么水的沸点也会降低，会出现沸腾，由于沸腾会吸收热量，除了水之外又没有其他的热源，那么水的温度会降低，然后结冰，成为固态。
在真空环境里，水的沸点应该是极低的，并且水的凝固点可能受到真空的影响。由此，我们可以提出两个问题：
问题1：在真空环境下水的沸点是多少摄氏度?
问题2：在真空环境下水的凝固点是多少摄氏度?
并由此得出水在真空中的沸点和凝固点的两种猜想：
猜想A：在真空条件下水的凝固点比水的沸点低，水的凝固点温度降低到0℃以下。
猜想B：在真空条件下水的沸点比水的凝固点低，水的凝固点为0℃。
如果沸点比凝固点高，那么，水在真空条件下就有着可以保持液态的温度，并能在这样的条件下保持液态。
对于猜想B的进一步解释：因为水一旦融化就会产生蒸气压，当水的蒸气压达到水面上的气体总压的时候，水就会沸腾，而真空环境下只要有水就会沸腾并气化，所以，如果猜想成立，那么在真空环境下的水只存在两种状态——固态和气态。这就存在着水的固态和液态间的临界温度。但这里还存在一种可能，就是当水足够多时，真空下对水的固体(即冰)进行加热，到了一定温度，冰开始溶解并马上沸腾气化，由于容器是一个封闭的空间，那么一部分冰气化后会产生一定的气压。
由此可以引出猜想C：封闭空间内的冰气化后会产生气压，此时水的沸点就会上升，水在一定压强下，沸点超过了此时的水温，那么水停止沸腾，水此时可以保持液态——但是，这个水的状态是不稳定的，因为液态水比水蒸气的温度低，水蒸气将会凝结成水，那么容器内的气压又会降低，沸点又会降低，然后水又会沸腾，又会产生大量的水蒸气，气压继续增强，达到又可以维持液态水的沸点，所以这个状态是不稳定的。这里就存在这样一个问题：
问题3：这种不稳定的状态是否可以长时间的维持?由于热传递，水的热量会通过像热辐射这样的途径散失，那么水的温度应该是越来越低的，那也可能导致容器内气压越来越低，水的沸点越来越低，如果是这样，那这种不稳定状态会维持到什么程度，将会是一个很有趣的未解问题。
解决问题1和问题2的实验应该要有一个真空中的抽气装置，可以把水蒸气抽出来(关于抽气装置的设想参见本文最后)，这样可以进行对照实验，特别是对于猜想A，需要排除掉水蒸气产生的气压干扰。
以上我们只讨论了在真空环境下水的状态，而太空中还存在一个重要的环境——失重。由于没有重力，水不会存在着压强和浮力，也就不存在压强差，所以冷热气体和冷热液体不会对流，那么在失重环境下就少了一种热传递方式——对流。对流是液体或气体中较热部分和较冷部分之间通过循环流动使温度趋于均匀的过程。这个过程需要压强差。所以对流在失重状态下是不可能发生的。但热传递存在着三种方式：对流、热传导和热辐射。这里提出问题4：失重环境下是否也不存在热传导?
热传导是由于分子的热运动引起的，我们认为，分子的热运动需要重力的支持，尽管分子进行无规则的运动(即布朗运动)，是什么给这些分子的运动提供能量，根据能量守恒定律，能量是不可能凭空产生的，也许正因为重力的作用使分子受到了重力的反作用力，这样分子才能持续的运动。
所以就有了猜想D：失重环境下不存在热传导。
要证实这种猜想，我们可以在太空环境下使用有色水添加到无色水中，如果不扩散，则这个假设是成立的。如果成立，那么在太空中的加热只能是通过热辐射。
失重环境导致了水在太空中是一个完美的球形，水仅仅靠表面的张力维持形态。再加上真空环境，这就有了独有的实验环境。
在失重状态下一般都是用微波进行加热，当水被加热到沸腾时(这里有一个前提就是容器里有一定的蒸气压，使沸点增高，能保持液态水)，此时沸腾的现象应该是水向四周剧烈气化。这时如果使用抽气装置，把气化后的水抽出，那么容器内部就会没有气压，而且由于热量的释出，里面剩余的水温度会降低，达到水的凝固点，结成冰，这里就有了猜想E：在真空失重环境下的冰是一个完美的球形。
由于不存在重力，此时冰的形态应该是很有趣的，在水凝结成冰的那一瞬间我们可以仔细的观测到地球上观测不到的变化，这样我们可能对凝固产生新的认识。
在太空中电解水，需要克服很多困难，如失重下的水怎样通电，怎样收集氢和氧，并且，曾经有实验表明，电解时的水不容易结冰，我们通过实验装置将容器中的气体排除，并使液体的体积等于容器的体积，再进行电解实验。观察失重时电解水的过程，并测出电解水时结冰的温度。
装置与环境要求：能有一个承受高压强的密封容器，真空，最好容器内还能有一个抽气装置，一个摄像头，还需要一个温度的测量装置，进行电解水试验的话则需要一个放电的装置。
对太空抽气装置的没想：在封闭的容器中装一个活塞与外界相连，活塞上需要加一层高分子的隔膜(水蒸气能透过高分子的隔膜而水不能或仅仅能少量通过)，当需要排除内部的水蒸气时，活塞打开，由于外部的真空，容器内部的气体和物体都会被压出，但由于高分子隔膜的阻挡，水很难被压出，当水蒸气被压出后，关闭活塞，容器里又会变为真空状态。
这套实验过程需要细致的观察才能得到结果。