宇宙空间站的清洁空气 许多钉在地面的人一定希望能随航天乘务组登上国际空间站!梦想飘浮在那儿, 从350公里(177英里)的高处俯瞰地球。对任何一个太空迷来说,这个愿望将成为 现实。 图一 在艺术家概念中,国际空间站飞越地中海上空
但是,空间站的生活总是美妙的吗?事实上生活在那儿意味着艰苦的工作,局 促的住处,还有,哎呀!那是啥气味?可能是从科学实验中逸出的什么蒸气--或许, 还有更糟糕的,它可能是从你的哪位伙伴身上放出来的。 是的,三到七个人分享空间站里狭小的封闭区域,拥有可靠的系统来制造清洁 空气是真正重要的! 空间站的生命支持系统必须供应氧气并从座舱大气中祛除二氧化碳。它们还必 须防止内在的其他气体像人们发散出的少量氨气和丙酮。科学实验产生的蒸气如果 在不可预知的情况下与供气中的其他元素混合,也是一种可能的危险。必须每天为 空间站制造清洁的空气。 从水中制造氧气 大多数人如果没有氧气,只能存活几分钟,而空气中氧气不足将令人感到非常 疲乏甚至昏厥。为了保证工作人员的安全,空间站必须有大量的备份系统供应氧气。 根据杰·佩里,一位在 NASA 的马绍尔太空飞行中心的空间工程师透露,空间 站的氧气来源于用电分裂水分子,以及储存在罐中的压缩氧。佩里在为一个被称为 “环境控制和生命支持系统”(ECLSS)的项目工作。在马绍尔的 ECLSS 工程师与 约翰逊太空中心以及其他地方的工程师一道,为空间站设计并改进了主要的生命支 持系统。 图二 点击此图切换成大视图(水和空气的再生循环系统--译注)
空间站的绝大部分氧气来自被称为“电解”的过程,那是用电将水分裂成氢气 和氧气。人们在地球上吸入的氧气也是来自将水分裂成气体。但是再往下,它就是 由植物、细菌和其他活的有机体利用阳光在被称为“光合作用”的过程产生的。 “如果我们在空间站最后能利用植物为我们生产氧气,那将是伟大的。”马绍 尔太空飞行中心(MSFC) 的 ECLSS 项目首席微生物学家蒙希·罗曼说,“特别是因 为植物在这一过程中的宝贵的副产品对我们来说是食物!” 但是杰·佩里说用于空间站的硬件系统比现在我们能创造的任何以植物为基础 的系统都更小,更省劲,而且更可靠。 空间站的外面也装有压缩氧气罐。这些气罐在2005年主要生命支持系统抵达之 前,将是空间站美国部分的主要供氧源。之后,气罐将作为备份供氧源。 在空间站清洁空气 空间站产生许多气体,它们有的来自工作人员,有的来自科学实验,还有的来 自机械系统。特别是人,就像活着的化学工厂。 空间站工作人员呼出的二氧化碳用一个作用像分子筛的机器从空气中除掉。人 们除了二氧化碳,还会放出少量几种其他气体。二氧化碳和甲烷产生于体内,而氨 气则是由汗液中的尿素分解而成。作为新陈代谢的副产品,人们还放出丙酮、甲醇 和一氧化碳。用活性炭做成的过滤器是从空气中祛除其他化学物质的主要方法。 保持健康的大气由于在空间站的科学实验要使用几十种化学物质而变得愈加复 杂。“那儿可能有许多不同的科学实验研究因而要使用所有的化学试剂,”杰·佩 里说。“这些化学元素中的一些如果让它们在不可预知的情况下混合就会产生危险。” 将那样的化学物质从空气中除去,对工作人员的健康是重要的。 对所有建议的实验进行一次安全回顾,可以确定每个备料柜需要提供多少内容。 如果出现化学泄漏,工作人员将封闭被污染的座舱,然后根据正确的程序把它清除 掉。 非常仔细的计划加上慎重设计的硬件,将减少溅溢或可能损害空间站清洁空气 的意外化学反应的危险。空间站所有空气供应和清洁系统共同工作,使国际宇航员 每天呼吸到纯净新鲜的空气。 (完)