半閉式系統

半閉式系統

半閉式系統是指氧、水回收再生,食物為地面洪應式的半消耗性系統。系統主要包括空氣再生和水處理兩個重要分系統。食品不與廢物處理系統形成閉環。食物來自地面供應廢物收集起來返回地面。航天員排出的廢氣經二氧化碳淨化系統處理後與艙內氣體分離並加以儲存,再經空氣再生系統還原為新鮮氧氣後供給乘員艙。廢水經水/氣分離、預先處理、處理及再生系統獲得清潔水,供給乘員艙,為航天員提供飲用水和衛生用水。

簡介

半閉式系統是指氧、水回收再生,食物為地面洪應式的半消耗性系統。系統土要包括空氣再生和水處理兩個重要分系統。食品不與廢物處理系統形成閉環。食物來自地面供應廢物收集起來返回地面。航天員排出的廢氣經二氧化碳淨化系統處理後與艙內氣體分離並加以儲存,再經空氣再生系統還原為新鮮氧氣後供給乘員艙。廢水經水/氣分離、預先處理、處理及再生系統獲得清潔水,供給乘員艙,為航天員提供飲用水和衛生用水 。

空間站的基本概念

空間站又稱航天站或軌道站,是一種可供多名航天員長期居住和工作的載人太空飛行器。空間站構型複雜,其規模比一般太空飛行器大得多,通常有密封的居住艙、實驗艙、對接過渡艙和非密封的資源艙等。空間站內可以裝載不同類型的有效載荷,進行科學實驗、技術實驗、微重力材料加工和軍用武器試驗等。空間站在軌道上的運行時間比載人飛船、太空梭長得多,在地面後勤的支持下,能在軌道上運行數年乃至數十年。

空間站的必備要素

要實現空間站的長期載人飛行,必須為航天員及載荷專家提供適宜的艙內環境,包括合適的氣體總壓、氧分壓、空氣溫度和濕度、通風條件以及進行有害氣體的控制等,同時還需為航天員提供食物、飲水並處理掉航天員產生的代謝廢物。空間站的環境控制和生命保障技術就是為了保障航天員的身心健康和工作效率而為空間站專門設計的一套功能保障系統。只要有乘員參與飛行,就必須有生命保障技術的支持 。

空間站環境控制和生命保障系統的功能

1.對艙內大氣總壓和氧分壓進行控制,乘員艙的總壓和氧分壓最適宜的標準是地面大氣標準;

2.把艙內大氣的二氧化碳分壓和其他有害氣體控制在要求範圍內;

3.把艙內大氣溫度和濕度維持在適宜的範圍之內;

4.在艙內維持一定的空氣流速,使艙內氣體的成分和溫濕度較為均勻;

5.為乘員生活及衛生用水提供保障,為航天員配製食品和飲用、衛生及淋浴等供水;

6.為乘員提供營養豐富、適口的食品;

7.收集處理航天員的代謝廢物;

8.根據以下要求把艙內微量污染物控制在適當範圍之內:

(1)艙內大氣污染物不能對航天員生理生化或心理產生明顯的有害影響;

(2)不能影響航天員的工作效率,以至影響航天任務的完成;

(3)不能對物理和生物學的實驗產生影響,也不得妨礙醫務監督 。

空間站環境控制和生命保障技術的發展趨勢

在載人太空飛行器上,環境控制和生命保障系統占據著極為重要的地位,因為它直接關係到航天員的生命安全及能否完成航天任務。隨著載人航天的發展,環境控制和生命保障系統已從早期的完全補給的方式發展成具有一定再生能力的方式,比如在空間站上已實現的水的再生,部分氧的再生以及二氧化碳吸附劑的再生等。隨著航天事業的發展,人類需要在太空建造一種永久式的空間站,使航天員能長久地在站內進行各種科學試驗、材料加工以及對天對地觀測等,甚至於實現月球定居和火星探測等這種長時間的空間飛行如果仍需地面補給的話,將給地面後勤補給系統帶來極大的負擔,補給發射費用將成為無法承受的巨額開支。新的生保系統應不需要地面進行補給,本身的碳、氧和水能形成一個閉式循環,人體需要的這三種物質在空間站內能循環不止,為航天員提供食物、氧氣和水,這便是當前各航天大國都在進行研究的受控生態生保系統。受控生態生保系統是在站內種植一種能在太空環境下生長,卻生

長周期短,營養成分高,同時能利用光合作用吸收掉二氧化碳,放出氧氣的植物。認為可行的植物有紅萍、藻類等低等植物。受控生態生保系統的實現,將使人類的月球定居、建立永久空間站的夢想成為現實 。

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