循环用水、太空空调 太空“出差”用上哪些高科技

闵行广播电视网 闵行广播电视网 2021-09-14 10:24:52
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  循环用水 太空空调 WiFi覆盖

  太空“出差”用上哪些高科技

  被称为“太空出差三人组”的聂海胜、刘伯明、汤洪波在距离地表上空400千米处打造的“太空家园”,进行了近三个月的工作生活。如今,“太空出差三人组”已进入返航倒计时。在轨驻留近三个月时间里,他们的一举一动一直备受世界关注。与以往相比,航天员的太空生活有了很大变化:

  够大——舱内活动空间从天宫一号的15立方米提升到了整站的110立方米,从“筒子楼”搬进了“豪宅”,“三室一卫”,外加“太空实验室”“太空厨房”“太空健身房”“太空医院”,等等。

  够便捷——从“站睡”到“躺睡”,并且可以在包裹式淋浴间手持喷枪把自己擦拭干净,更加便利地进行“天地对话”,实现了“睡觉自由”“沐浴自由”“通话自由”。

  够智能——有了移动WiFi,配备手持终端,航天员可通过APP调节舱内照明环境。

  ……

  一系列变化背后,也是一项项关键技术的突破。记者带您一起了解哪些“黑科技”为神舟十二号乘组在空间站的精彩生活保驾护航——

  1 水汽、尿液等循环再利用产生的水约占航天员用水的八成

  在太空怎么喝水,是航天员们经常被问及的问题。这件在我们日常生活中轻而易举的事情,在太空上却变得复杂和困难。

  在“开学第一课”以及前不久举办的“时代精神耀香江”之仰望星空话天宫活动中,正在“出差”的航天员们实时展示了如何喝到游离的太空水。

  众所周知,水是生命之源。那么,在无水的太空环境中,航天员们的用水从何而来?

  记者了解到,太空用水并非源自同一个渠道。

  根据载人航天器的型号和任务不同,其来源也不同:对于短期的在轨驻留任务,主要是直接携带;而中长期在轨驻留任务,则涉及利用环境控制与生命保障系统对水资源进行循环利用。

  此次,神舟十二号乘组三个月的在轨驻留时长就属于中长期任务。除了在神舟十二号飞行任务开始前,“快递小哥”天舟二号货运飞船先行为航天员运送的补给中包括的10余个软体水囊外,还需要通过自行生产和循环再利用方式获取水。

  自行生产方式主要是使用燃料电池生成水。氢和氧在催化剂作用下,分别在两个电极上氧化成水。这种水先经过冷却器冷却,使温度下降到18至24℃,然后进入银离子消毒器经净化处理送入贮水箱。

  而循环再利用方式,则是通过空间站的环境控制与生命保障系统。依靠这一系统,可以在空间站通过冷凝干燥组件收集航天员呼出的水汽,再通过净化装置转为可供饮用的再生水;尿液也能收集处理为蒸馏水,经杂质过滤、去除离子污染物、去除有机物等过程后,转化为可饮用的再生水。

  据中国航天员中心航天员系统副总设计师王春慧介绍:“再生式生命保障系统,关系到中国空间站将来能不能可持续运行,是真正在轨运行下去的一个非常关键的技术。”

  而全面验证包括再生生保系统在内的航天员长期驻留保障技术,也是神舟十二号飞行任务之一。

  从再生生保系统运行的头一个月情况来看,三名航天员每天大概需要的水是11到12升,其中通过再生生保系统生成的水约有9升,水资源闭合度达到了80%,再加上二氧化碳还原所产生的水,闭合度可达90%以上。

  除了水的循环利用,再生生保系统还包括电解制氧、二氧化碳的去除、微量有害气体的去除等子系统。