皇〖huang〗冠手机网址{zhi}:中国空间站如何构建宜居舱内环境?如何应对空间碎片?答案来了→

太空是一个昼夜温差大、强辐射和高真空的环境。为什么航天员能在太空过上与在地球上一样的生活?这与空间站的环控生保系统密不可分。

中国空间站如何构建宜居舱内环境?

环控生保,全称“环境控制与生命保障”,这套系统是载人航天器的关键组成部分,为航天员创造了在太空环境里生存、生活和工作的基础环境。

空间站天和核心舱全长16.6米,更大直径4.2米,可支持3名航天员长期在轨驻留。航天员在轨生活的每一天,都离不开环控生保系统的运行和保障,来确保舱内的温度、湿度、气压、风速、空气质量和水等环境条件时刻安全稳定。

舱内氧气可由循环水电解制成

首先,环控生保系统的再生生保系统,不仅可以利用循环水电解制成氧气,供航天员呼吸使用,还可以去除二氧化碳和微量有害气体,确保舱内空气质量。同时,舱内的气压也需要保持在既定的范围内,通过结构泄漏监测测量仪,可以随时监测舱内气压是否正常,判断载人舱是否出现泄漏,为航天员提供预警指示。

舱内温湿度舒适可控

其次,空间站舱内配备了温湿度控制子系统,将整舱的温湿度控制在理想舒适的水平上。航天员还可以根据自己的体感,像操控空调一样,随时调节舱内温度。此外,舱内各个设备平台运转时的温度参数也是安全受控,确保各个设备系统模块处于安全温度点 。

再生生保技术保障舱内水资源循环可用

航天员长期驻留空间站,从地球运送物资到太空成本高昂。因此,空间站内的水资源循环利用技术显得尤为关键。将尿经过提纯后变成可饮用的水,在常人听起来似乎不可思议,而这已成空间站中水资源循环利用的重要手段。通过再生生保技术,可以将航天员的尿液处理成尿蒸馏水,然后进入水处理系统,处理成饮用水。包括冷凝水也会通过水处理系统成为饮用水。同时,空间站舱内富集的二氧化碳,可以和电解水产生的氢气进行反应,从而获得相当可观的水,提高物资利用的闭环度,尽可能实现空间站物资的循环使用。

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硬件软件综合防御宇宙辐射

空间站运行在茫茫宇宙中,如何防御宇宙辐射?第一种方法是从硬件上选用抗辐射的器件,包括核心舱外壁和设备的机壳,都可起到防护作用。第二种方法是采用软件的方式,主动定时进行刷新,防止宇宙射线的干扰,如果有错误可以自动纠错。如此,通过硬件和软件的结合,来进行综合防护。

中国空间站如何应对空间碎片?

太空环境对空间站的威胁除了辐射和原子氧这些看不见、摸不着的东西,还有实实在在能够肉眼观测到的太空碎片,这是伴随着人类探索太空产生的新挑战。

航天科技集团五院空间站空间碎片防护设计师 闫军:空间碎片其实都是人造的,1957年没有卫星之前,是肯定没有任何空间碎片的。空间碎片其实主要就这么几种,一种就是已经失效的卫星;一种是操作性的碎片,比如说太阳帆板展开过程当中,有一些爆炸螺栓会脱落,这些东西都是因为工作产生的碎片;再就是宇宙当中产生的一些撞击,或者气瓶、电池产生爆炸,在轨的一些卫星它自身就爆炸,四分五裂。还有一种就是固体火箭发动机,发射的时候带来很多微粒性的碎片。

我国空间碎片防护技术已达国际先进水平

专家介绍,2002年前后,我国开始了针对空间碎片的研究。十九年间,在天宫一号、天宫二号上逐渐开始在轨试验,到我国首个空间站建设阶段,空间碎片防护技术已经达到了国际先进水平。

航天科技集团五院空间站空间碎片防护设计师 闫军:随着材料学的进步,咱们在空间碎片防护上面逐渐会采用一些新的方法,比如说最早期的天宫一号和天宫二号,咱们采用的专业上叫whipple防护屏,是通过两层金属板进行防护。但是在空间站的设计过程当中,我们也发现这种防护结构设计出来的空间站没办法达到它的设计指标,后来就采用了一种纤维材料和金属材料进行结合,把这种先进技术带到空间站的防护设计中,使空间站满足了设计要求。

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