太空中生活:空间站如何维持生存环境


太空中生活:空间站如何维持生存环境

作为Veg-04B植物学实验的一部分,美国宇航局宇航员杰西卡·梅尔(Jessica Meir)在养殖仓上给日本芥菜浇水。NASA

要在太空中维持永久性环境,就需要我们许多人在地球上理所当然的事情:新鲜空气、水、食物、舒适(宜居)的气候-甚至是废物清除和防火措施。

首先,让我们谈谈空气。我们都需要氧气,因此国际空间站(ISS)有几种提供氧气的方法。一种技术是通过航天器从地球输送氧气。补给运输飞船定期运送新鲜氧气带入拖车。赋予生命的元素沉积在国际空间站上的加压储罐中。

ISS的系统还可以利用循环水制造可呼吸的氧气。通过电解水,将水分解为氢气和氧气。然后,将氢气与不良化合物:二氧化碳(CO2)合并。人类自然会呼出这种无色的气体,但是呼吸太多会危害您的健康。

太空中生活:空间站如何维持生存环境

ISS的制氧机

在地球上,这通常不是问题,因为植物吸收了二氧化碳。然而,国际空间站的园艺空间有限,这迫使工程师们设计了其他方法来去除多余的二氧化碳。电解过程开始后,一些氢气与积累的CO2反应。这种相互作用的副产品是甲烷气体,它被排入太空。同时,回收的氧气进入ISS的气源。

在这种情况下,由于其中一些机制重新包装了呼出的空气,饮用水得到了回收。还可以通过收集汗水、冷凝水和尿液来回收水。此外,一些机组人员通过重复使用厕所和淋浴水来取水。正如宇航员道格拉斯·H·惠勒克(Douglas H. Wheelock)在2015年纽约时报上说的那样,当您登上国际空间站时,“昨天的咖啡就是明天的咖啡。”

根据欧洲航天局(ESA)的数据,国际空间站上多达80%的水被回收。目前,ESA和NASA正在修补闭环生命支持系统,如果完善这些系统,则可能完全消除向ISS运送水和氧气的需求。破解这项技术可能会成为未来长途太空旅行的关键。

好,那食物呢?好吧,除了船上种植的一些食用植物以外,机组人员大部分食物都依靠例行补给。许多食物采用特殊设计的包装袋包装,可通过魔术贴固定在餐桌上,以免它们在低重力环境中漂浮。

保持适宜的温度是另一个大问题。国际空间站必须在黑暗和阳光照射的一侧分别承受-128℃和93℃的温度。

ISS使用加热器、绝缘材料和液氨循环回路来调节内部温度。散热器有助于释放站上某些机械产生的多余热量。

像任何家庭一样,国际空间站必须保持清洁。这在漂浮的灰尘和碎屑可能构成危险的空间中尤其重要。宇航员使用各种擦布、清洁剂和真空吸尘器清洁表面、过滤器及其自身。垃圾被收集在袋中,被存放在补给船上,然后返回地球或者被焚烧。

ISS上的防火

火灾是太空中最危险的危害之一。在宇航员杰里·莱宁格(Jerry Linenger)停留在米尔(Mir)期间,起火了。和平号机组人员扑灭了大火,并未损坏空间站。为了检测和扑灭火灾,ISS设有烟雾探测器,计算机报警系统,灭火器和便携式呼吸器。


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