宇航员在太空中是怎样保障有足够的氧气来维护生命的?

宇航员在太空中是怎样保障有足够的氧气来维护生命的?
宇航员在太空中是怎样保障有足够的氧气来维护生命的?

宇航员在太空中是怎样保障有足够的氧气来维护生命的?
要给航天员在天空呼吸一口新鲜的空气,除了刚才我们说到了氧气,还有很重要的就是二氧化碳,在地面正常的呼吸,对二氧化碳是不关注的.最近环保问题,温室效应提得比较多.在封闭空间来说二氧化碳效应是非常明显的,正常生存不停地呼吸氧气,产生二氧化碳,二氧化碳浓度到了一定程度就影响人的生命安全,所以我们要把人呼出的二氧化碳清除掉,这是航空生保里很重要的内容.
要除掉湿气,现在要除掉二氧化碳.还有微量的有害气体,主要是有些非金属材料,包括人体会释放出一些非常微量的有毒气体,有害气体,这些我们要去除掉. 举个例子,比如一间新装修的房子,关上门,隔两天再进去味道非常大,不断放出这些东西,我们要把这个处理掉.飞行器就相当于一个封闭的房间,航天员在里面,这些有害的气体不停释放出来,我们的工作就是把它处理掉.是自己释放毒气毒害自己.主要是非金属材料产生的,包括刚才提到的大小便也有一些异味,这也是要去除掉的气体.主要是扩散问题,因为是在密闭的空间里,没有办法开窗,我们在地面很容易就解决了.还有哪些与地面上很多不同的生命保障环节?
提到的给航天员提到的氧气,我们现在用的是带高压的压缩气体.这个压缩气体,我们现在要有几百公斤的压力,有这样的容器,里面装几百公斤的压力的气体,这样的话安全性要求非常高.这样的东西,我们大家知道平时我们的煤气罐、医院用的氧气瓶都属于压力容器,我们的压力比这样的压力远远高得不止几倍,几十倍的压力,相当于很危险的,如果它出问题会产生爆炸,对我们来说是非常危险的.
我们要把这些东西做好也是非常难的事情,这是不一样的东西.我们也可以看到,虽然是两个名词八个字,但是它们涵盖了关乎着航天员生命的一些很重要的信息和设备.这两个字,我们可以在前几次很多的飞行实验中也听说过,也了解到过,但是前几次的飞行都是单个飞行体飞到太空中,这次“神八、神九、神十..”的任务是与天宫一号进行对接.
这次交会对接与以往任务相比,在环境控制和生命保障两个方面有什么新的挑战?对我们来说,从目前来看,挑战最大的是时间问题.我们前期的飞船从神舟五号载人到六号、七号,最长飞行在轨时间是五天.目前交会对接任务来看,天宫一号要在轨飞行两年,两年的工作要求对我们来说是最大的一个挑战.对我们产品的寿命和可靠性提出了非常大的挑战,我们要在天上连续工作两年,特别是一些转动部件.举个简单例子,比如大家开车,开几千公里或者开几个月就要维护保养一下,对我们来说,没有维护保养的机会,必须一次做好,这是最大的挑战.
另外从技术上来讲,还有一些组合体空间.前期飞船只有一个轨道舱和飞行舱,交会对接任务以来有了更大的厅,我们叫做天宫一号目标飞行器,相当于它的容积远大于轨道舱和返回舱的容积.航空生保系统在天宫一号目标飞行器里有一套,在飞船里有一套,交会对接任务来说要靠两个飞行器共同完成在轨的飞行保障和生命控制问题. 这里就有一个组合体如何集中控制的问题,我们怎么来利用优化相关资源,怎么把组合体的飞行模式控制到最好,这是我们以前没有做过的.另外就是刚才提到的综合净化的问题.我们在飞船里对微生物和微量有害气体,飞行时间短,这个问题显得不是很突出,对于交会对接两年飞行任务来说,微量有害气体非常突出,包括微生物也非常突出,这是我们要提到的综合净化,包括刚才提到的二氧化碳,包括微量有害气体,包括微生物,这是我们要在这次任务中重点强化的,综合净化问题.还有一些微尘微粒,我们也有一套专门的设备清除掉.还有对我们来说就是间断工作,“神八”是第一次无人飞行,我们的天宫一号来说先发射了几个月,已经在轨飞行了几个月,“神八”追上去对接,对于航空来说要从神八的无人飞行到神九的有人飞行,中间又要转入无人飞行状态,又等到神九的有人飞行,再转入无人飞行,这种间断的飞行模式,以前是从来没有过的.
另外对于天宫一号来说,我们还为了后续国家的空间站准备了一些新的技术验证,这是一个实验的平台,为后续的任务做准备.以前是一个飞船,现在是有天宫一号在这儿,其实相当于给宇航员多了一个生活工作保障的系统.但是这种系统多了以后,其实是需要一个大的系统,统筹安排和设计就复杂了许多.包括现在天宫一号与返回舱、与“神九”组合在一起以后,有了一个工作室,有了一个厨房,有了一个卧室,这样的系统大了以后,整个统筹安排需要更加全局的设计.具体是怎样安排的呢?从目前在飞船自主飞行没有对接之前靠它自己的这套航空生保来工作,来维持大体的环境和温湿度空气和压力,这是靠它自己的设备.对接以后,组成了一个组合体以后,靠目标飞行器,就是天宫一号来作为主分,功能转换到天宫一号从航空生保来说它是主分,但是中间有一个交叉段,就是飞行的轨道舱作为共用的,刚刚您提到了天宫一号是作为工作舱,也是一个起居舱,还可以作为医疗保健舱,航天员主要生活工作都在天宫一号目标飞行器里.但是刚才提到的生活这一块的厨房,实际还在飞船的轨道舱,我们综合利用资源,可以减轻天宫一号目标飞行器要携带更多物质和设备的压力.天宫一号、轨道舱、返回舱,轨道舱是不是最小的空间?返回舱是最小的.返回舱几乎没有生命支持,这个阶段不需要它做一些生命支持的工作,当然返回舱自己返回的时候有一套自己的生命支持系统.它还有一整套的完整体系供宇航员返回地面.