【简介:】1. 宇航员在太空中需要吸氧,以维持正常的呼吸和生命活动。他们使用特殊的设备和技术来提供空气,包括:① 氧气系统:宇航员携带气瓶装载的纯氧气或在太空飞船中利用化学反应产生氧
1.
宇航员在太空中需要吸氧,以维持正常的呼吸和生命活动。
他们使用特殊的设备和技术来提供空气,包括:
① 氧气系统:宇航员携带气瓶装载的纯氧气或在太空飞船中利用化学反应产生氧气。
② 循环系统:通过过滤和再生,从呼出气体中回收二氧化碳并产生新的氧气。
③ 空气循环系统:将空气通过管道从船外环境中引入,或从其他部位内部循环。
④ 载人飞船的天然空气:在太空中生活越来越长的时间,为了保证宇航员健康,需要考虑如何补充一些微量元素,因此许多载人飞船还增加了补充元素的空气循环系统。
2.深入分析:
① 氧气系统:通常情况下,在太空任务期间,宇航员的生命支持系统中储存纯氧气的气瓶供其使用。但如果任务周期更长,这种方式可能会变得昂贵和不实际。因此,铿锵有力的技术和设备将被作为备用选择。例如,太空飞船上的化学反应机可以经过充分地反应后产生氧气供宇航员吸入。
② 二氧化碳回收系统:宇航员呼出的呼吸气中含有大约4%到5%的二氧化碳。如果不滤出来并再利用,就会导致氧气不足。 因此,在现代航天器中,宇航员使用二氧化碳回收系统来从呼出气体中提取二氧化碳,并重新生成新鲜氧气。
③ 空气循环系统:在太空飞船内部通常设置一个空气循环系统,以便宇航员可以打开相关手柄将外部环境空气引入飞船。以此确保船舱空气持续清新和通畅,避免二氧化碳与其他有害气体积聚和降低氧气供应。
④ 载人飞船空气补充系统: 在长期的太空任务中,宇航员需要摄取多种元素以保持身体健康和生存力。因此,新型的载人飞船中会设计一个特殊的空气循环系统,用于控制舱内元素和空气质量。这种补充机制不仅高效,还可以避免其他的风险问题。
3. 建议:
为了保障太空中宇航员的生命安全,并且最大程度上优化飞船内部舱壳空气的流动,我们需要利用创新科技和设备的出现。
① 提升氧气系统:未来最重要的是加强氧气纯度和稳定性,减少航天任务成本。可以考虑使用新类型的氧化剂或设计更先进的氧气回收设备。
示例:在2020年,《Science》期刊上报道了一项由清华大学提出的新型材料可能带给火箭发射、航天、航空等领域“曙光”,该材料可吸收超过99%的二氧化碳并将其转化为甲酸。
② 推广多重复合循环系统:如果真正实现了开发的可行性,那么在航天器上部署“复合-复合交叉”循环即可高效、快速地完成所有气体流通和相互产生作用。
示例:日本国立航空航天研究所推出一种水蒸气再生装置,能将宇航员身体排放的CO2 循环发酵成甲酸。