近来,神舟十四号航天员陈冬、刘洋身着舱外航天服,在航天员蔡旭哲和地上人员的合作支撑下,圆满完结约6小时的出舱活动

2022年9月7日 0 Comments

近来,神舟十四号航天员陈冬、刘洋身着舱外航天服,在航天员蔡旭哲和地上人员的合作支撑下,圆满完结约6小时的出舱活动

近来,神舟十四号航天员陈冬、刘洋身着舱外航天服,在航天员蔡旭哲和地上人员的合作支撑下,圆满完结约6小时的出舱活动。舱外航天服是航天员出舱活动必需的支撑配备,针对空间站使命出舱活动需求,我国自主研发的新一代“飞天”舱外航天服已列装执役,为履行出舱使命的航天员保驾护航。咱们知道,舱外航天服能够看作是一种特别的载人航天器,那么在长达数小时的出舱活动中,航天员在舱外航天服的密闭环境中呼吸产生的二氧化碳(CO₂)该怎么处理呢?<\/p>

航天员在舱外活动期间,为了确保安全、健康、高效地完结使命,有必要运用便携式生命保证体系(PLSS,舱外航天服环控生保体系)<\/strong>对航天员推陈出新产生的CO₂进行接连铲除,然后将其浓度操控在对人体无害的范围内。便携式生命保证体系一般设备在背包结构<\/strong>内,一起集成了包含供气调压、通风净化、温湿度操控等首要功用模块的产品,对CO₂铲除设备的体积、质量、能耗、散热、结构等方面有许多要求。CO₂铲除设备的挑选首要取决于出舱使命类型、出舱时刻、频次及出舱环境。<\/p>

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背包式便携式生命保证体系<\/p>

根据氢氧化锂(LiOH)的CO₂铲除技能<\/strong><\/p>

我国“飞天”舱外航天服选用非再生式的氢氧化锂(<\/strong>LiOH<\/strong>)<\/strong>作为吸附剂进行CO₂铲除。经过将LiOH压制成药饼<\/strong>,使LiOH吸收罐在确保较高吸收功率的一起可极大下降航天员舱外活动时的呼吸阻力,延伸其舱外活动时刻。<\/p>

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航天员身着“飞天”舱外航天服展开舱外活动<\/p>

根据LiOH的CO₂铲除技能发展至今已十分老练。虽然需求在每次完结出舱活动后需对其进行替换和弥补,但关于一般短期出舱使命,其设备操作简略、功用牢靠,被用于绝大部分已有的舱外航天服环控生保体系。<\/strong><\/p>

从20世纪60年代末的阿波罗系列登月服至今,美国EMU舱外航天服和俄罗斯Orlan-M舱外航天服均选用了该项技能。但因为吸附剂不行再生且功用单一,且耗费性资源均需地上运送补给,增加了保证性难度。因而,面向未来长时刻、频频的舱外活动和深空勘探使命,需求运用再生式的<\/strong>CO₂铲除技能。<\/strong><\/p>

根据金属氧化物的CO₂铲除技能<\/strong><\/p>

研讨和运用再生式的CO₂铲除技能,是面向未来长时刻、频频的舱外活动及深空勘探使命的要害。<\/strong>例如验证根据碱性金属氧化物<\/strong>的CO₂铲除技能,一般选用氧化银作为吸附剂。在该反响中CO₂不会与金属氧化物直接反响,只有当满足的水蒸气与氧化物反响生成OH-时,才会产生反响。终究CO₂与氧化银在低温条件下反响生成碳酸银固体粉末。铲除设备由金属氧化物吸附罐和再生器两部分组成。航天员在舱外活动完毕,回来空间站后,可运用再生器对吸附剂进行重复运用。<\/strong><\/p>

虽然金属氧化物<\/strong>罐<\/strong>可重复运用,但收回价值较大。<\/strong>与LiOH吸收罐比较,无论是罐体自身仍是收回设备质量都比较大,出舱时刻相同受限于所带着吸附剂数量,且收回进程耗能巨大。<\/p>

快速循环胺技能<\/strong><\/p>

为此,研讨人员还在探寻一种更高功能、再生式的技能——快速循环<\/strong>胺<\/strong>技能。<\/strong>快速循环胺技能以固态胺<\/strong>作为吸附剂,运用固态胺吸附一起去除CO₂与水蒸气。当固态胺吸附饱满时,将其露出向真空,损坏碳酸氢盐的化学键,释放出CO₂,然后完结再生。<\/p>

与金属氧化物CO₂去除体系比较,其设备质量和体积更低;吸附剂可即时再生<\/strong>,无需在空间站设备大型高能耗再生设备,可极大下降发射本钱与空间站能耗;运用时刻无限制,<\/strong>大大提升了舱外航天服续航时刻,为往后出舱使命规划、出舱前吸氧排氮时刻组织等供给了足够的时刻保证。<\/p>

因为该体系设备的再生设备有必要集成于便携式生保背包中,对通风净化管路的规划<\/strong>提出了更高要求。该技能将运用于NASA重返月球使命所运用的xEMU登月航天服,也是未来我国施行载人登月使命的研讨要点。<\/p>

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体系设备再生设备集成于便携式生保背包中<\/p>

舱外航天服CO₂铲除才能是航天员进行舱外活动的首要约束条件之一。在不远的将来,中国人探究外空的脚步将迈向月球及更远的深空,工程将不断获得技能打破,助力航天员“太空散步”。<\/p>

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