【簡介:】1. 宇航員在太空中需要吸氧,以維持正常的呼吸和生命活動。他們使用特殊的設(shè)備和技術(shù)來提供空氣,包括:① 氧氣系統(tǒng):宇航員攜帶氣瓶裝載的純氧氣或在太空飛船中利用化學反應(yīng)產(chǎn)生氧
1.
宇航員在太空中需要吸氧,以維持正常的呼吸和生命活動。
他們使用特殊的設(shè)備和技術(shù)來提供空氣,包括:
① 氧氣系統(tǒng):宇航員攜帶氣瓶裝載的純氧氣或在太空飛船中利用化學反應(yīng)產(chǎn)生氧氣。
② 循環(huán)系統(tǒng):通過過濾和再生,從呼出氣體中回收二氧化碳并產(chǎn)生新的氧氣。
③ 空氣循環(huán)系統(tǒng):將空氣通過管道從船外環(huán)境中引入,或從其他部位內(nèi)部循環(huán)。
④ 載人飛船的天然空氣:在太空中生活越來越長的時間,為了保證宇航員健康,需要考慮如何補充一些微量元素,因此許多載人飛船還增加了補充元素的空氣循環(huán)系統(tǒng)。
2.深入分析:
① 氧氣系統(tǒng):通常情況下,在太空任務(wù)期間,宇航員的生命支持系統(tǒng)中儲存純氧氣的氣瓶供其使用。但如果任務(wù)周期更長,這種方式可能會變得昂貴和不實際。因此,鏗鏘有力的技術(shù)和設(shè)備將被作為備用選擇。例如,太空飛船上的化學反應(yīng)機可以經(jīng)過充分地反應(yīng)后產(chǎn)生氧氣供宇航員吸入。
② 二氧化碳回收系統(tǒng):宇航員呼出的呼吸氣中含有大約4%到5%的二氧化碳。如果不濾出來并再利用,就會導致氧氣不足。 因此,在現(xiàn)代航天器中,宇航員使用二氧化碳回收系統(tǒng)來從呼出氣體中提取二氧化碳,并重新生成新鮮氧氣。
③ 空氣循環(huán)系統(tǒng):在太空飛船內(nèi)部通常設(shè)置一個空氣循環(huán)系統(tǒng),以便宇航員可以打開相關(guān)手柄將外部環(huán)境空氣引入飛船。以此確保船艙空氣持續(xù)清新和通暢,避免二氧化碳與其他有害氣體積聚和降低氧氣供應(yīng)。
④ 載人飛船空氣補充系統(tǒng): 在長期的太空任務(wù)中,宇航員需要攝取多種元素以保持身體健康和生存力。因此,新型的載人飛船中會設(shè)計一個特殊的空氣循環(huán)系統(tǒng),用于控制艙內(nèi)元素和空氣質(zhì)量。這種補充機制不僅高效,還可以避免其他的風險問題。
3. 建議:
為了保障太空中宇航員的生命安全,并且最大程度上優(yōu)化飛船內(nèi)部艙殼空氣的流動,我們需要利用創(chuàng)新科技和設(shè)備的出現(xiàn)。
① 提升氧氣系統(tǒng):未來最重要的是加強氧氣純度和穩(wěn)定性,減少航天任務(wù)成本??梢钥紤]使用新類型的氧化劑或設(shè)計更先進的氧氣回收設(shè)備。
示例:在2020年,《Science》期刊上報道了一項由清華大學提出的新型材料可能帶給火箭發(fā)射、航天、航空等領(lǐng)域“曙光”,該材料可吸收超過99%的二氧化碳并將其轉(zhuǎn)化為甲酸。
② 推廣多重復合循環(huán)系統(tǒng):如果真正實現(xiàn)了開發(fā)的可行性,那么在航天器上部署“復合-復合交叉”循環(huán)即可高效、快速地完成所有氣體流通和相互產(chǎn)生作用。
示例:日本國立航空航天研究所推出一種水蒸氣再生裝置,能將宇航員身體排放的CO2 循環(huán)發(fā)酵成甲酸。