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空间站宇航员撒完尿不冲走 用它转化成氧气


http://www.sina.com.cn 2006年07月24日 10:55 新浪科技
科技时代_空间站宇航员撒完尿不冲走 用它转化成氧气
尿液制氧器
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  据《连线》杂志报道,美国“发现”号航天飞机顺利地完成了为期13天的太空之旅,这一次,给国际空间站送去了新鲜空气,说准确点,是给空间站送去了一套由美国宇航局新研制的将宇航员的尿液转化成氧气的装置。

  美国宇航局的氧气生成系统其实就是俄罗斯的“Elektron”装置的翻版,它利用电解原理将净化的尿液分解成可以呼吸的氧气,在过去的6年中,国际空间站一直这种使用由俄
罗斯研制的这套供氧系统。专家表示,这个新装置为现有系统提供了一个重要的备份,也为提试验深层太空和移民的仪器提供了机会。

  美国航空工程师、业务太空历史学家罗伯特·阿希说:“俄罗斯将让Elektrons运转尽可能长的时间,服役期限远远超出了他们的计划。一旦Elektron发生故障,必须有备份的氧气源,直到Elektron被修好或它的代替系统建成为止。如果有另外一个氧气源,这将大大提高备份能力,也就增加了安全性。另外,美国的这种氧气发生器允许

国际空间站上的宇航员的人数从原来的3人增加到6人。但更重要的一个长远原因是,循环利用空气和水将为美国未来飞往月球和
火星
的任务提供更大的便利。空间站为试验这类设备提供了一个真实的理想环境。”

  这次“发现”号

航天飞机的任务是运送了一个冷藏柜大小的氧气生成设备(OGS),但是必须等到将来的航天飞机任务中将尿水循环系统安装好,这个设备才能投入使用。尿水循环系统将使用一个真空蒸馏系统把溶解的固体从尿液中剔除,利用这种方法最终获得的水非常纯净,可以直接放到氧气生成设备中。真空蒸馏系统的原型已经于2003年1月航天飞机“哥伦比亚”最后一次执行任务期间进行了试验。

  这个设备成为克服太空探险障碍的关键,有利于扩大太空旅游的范围以及向距离地球较远的星球移民。物理学家史蒂芬·霍金和前宇航员约翰·杨最近提出了人类必须及早研究移民太空的的方法,以便躲避因环境灾难造成的地球灭绝的建议,现在,移民太空成为人们谈论的焦点。

  但把氧气带入太空是一项代价很大的后勤难题。人类的身体每天需要消耗1.5英磅的氧气。对于不超过三周的航天任务来说,最好的解决办法是携带巨大的液态氧容器。但是对于长期任务而言,像延长在空间站的停留时间,保存液体氧是不太现实的。你从地面带入太空的每英磅氧对航天飞机来说也是一英磅本来可以利用做其它事情的有效载荷。

  据阿希透露,俄罗斯于20世纪70年代在他们的“礼炮”号空间站上开始使用固态燃料氧生成器或称SFOG。同样的设备还被应用到常规潜艇上。用来供氧的罐中装满无水高氯酸锂(过氯酸锂)。点火后,烛形固体氧燃烧形成强烈的火焰,释放出1.74英磅的氧气,烛形氧燃烧完,剩下的只是一些氯化锂灰烬。这类系统一般都非常可靠,但是1997年2月23日“和平”号空间站上的SFOG自身存在的问题引发一场失控的火灾,持续了近15分钟。

  从“和平”号返回地面后不久,宇航员杰里·利宁格尔在接受采访时回忆说:“它形成一个2英尺长的火炬。”因为大火有它自己的氧气来源,所以无法被扑灭;利宁格尔和队长瓦莱利·科尔金所能做的只有不停地用灭火器喷洒附近的墙壁,尽可能保持它的温度低一些,希望它不会坍塌。

  俄罗斯调查人员认为,一张污染的封条是这个事故的罪魁祸首,这是一次不幸的事故,概率相当于你点燃1000根火柴,只有一支烧到你的手。后来,SFOG继续被应用到国际空间站上作为氧气源的备份。

  一个取代SFOG的办法是用压缩空气瓶把氧带到空间站上。但是大容量的罐子都很重而且也无法盛下太多的氧。20世纪80年代中叶,当俄罗斯的Elektron被应用到“和平”号上,它被看作是一个较好的解决氧气的办法。它的体积和自携式水下呼吸器的气罐一样大,Elektron利用空间站上的废水,通过电解将它分离成氢和氧。氢可被直接排放到太空中,氧气被释放到太空舱里。(杨孝文 任秋凌)

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