答案：D

混合是一种物质向另一种物质中分散的过程，蒸发一般是指升高温度使溶剂挥发，溶解是指溶质向溶剂中扩散的过程，过滤需要通过重力的作用使水和不溶于水的固体物质分离．

A、混合不需要通过重力的作用进行，不符合题意；

B、蒸发不需要通过重力的作用进行，不符合题意；

C、溶解不需要通过重力的作用进行，不符合题意；

D、过滤需要通过重力的作用才能进行，所以在太空舱内失重环境下，该实验操作最难完成，符合题意．

故选D．