书城科普读物神秘的太空世界丛书:太空生活全接触
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第52章 控制空间站的环境

对于空间站而言,人的生命保障及安全是最重要的问题。而事实上,高度真空的太空是不具备人类的生存条件的,只好依靠空间站的设计来保证这些条件,这就是空间站的环境控制和生命保障系统,而且要保障的内容是多方面的。

在航天活动中,人处于一种密闭的容器中,与地球环境是完全不同的。环境控制和宇航员的生命保障系统的功能就是建立和维持宇航员的生活和工作所必要的最佳的环境条件。如舱内的温度、湿度、总压力、氧分压及有害气体的控制等,同时供给生命活动所必需的物质如氧气、水、食物及管理等,并能去除生命活动中所产生的废物。

在空间站的环境控制中,首先需要控制的就是舱内温度。当空间站在空间飞行时,已经没有了大气层的遮挡,太阳的辐射热直接传到空间站上,如果不加控制,它的内部温度很快就会升高,这好比把汽车停在太阳光下,车内温度会快速上升一样。

另一方面,空间站内部的仪器设备的工作要产生热量,尤其有一些大功率的管子,发热量很大。还有宇航员在舱内的活动也要散发热量,同时地球的低温红外辐射也会对空间站产生影响。在这几种热源的影响下,若不加控制,空间站舱内的温度升高及降低会有很大的变化。而在人活动的密封舱内,要求温度在20℃左右的范围内变化,空间站内的各种不同的仪器设备也要求工作在一定的温度范围。这些都要靠空间站的温度控制系统来完成。

空间站内的温度控制手段从大的方面可以分为被动式和主动式两种。被动式,就是在空间站的外表面喷涂一种使辐射率和吸收率成一定比例的物质,在内部包覆一层隔热物质,用来减少热量的内外交换,把太阳的辐射热绝大部分再辐射到空间,只允许一部分进入舱内,大部分的空间站都采用这种方法。仅这样做还不够,还要采用极其复杂的主动温度控制系统,把设备的散热、乘员发热以及外部传到空间站各个舱的热量,通过舱内空气的流通和物体的传导,收集到温度调节系统的散热器,它可以主动地收集热量,传送到空间站舱外。而在舱外装有用于散热的辐射器,或者称为辐射制冷器,通过它把多余的热量辐射到空间去。

为了保证系统的工作可靠性,一般都是主动式和被动式的温度控制手段同时采用。此外在配置上也做了充分的考虑,那就是配备备份部件。当活动部件,比如泵损坏时,可以自动地切换到另一个泵上继续工作。正常情况下系统是自动工作的,而一旦该系统的部件都出现了问题时,则采用专门设计的手动控制系统,由宇航员来操作。

而空间站里的湿度也很重要。当空间站湿度过大时,宇航员都会因此降低工作效率,易产生疲劳甚至工作失误。而当湿度太小时,某些设备又不能正常工作,因此必须进行湿度控制。一般空间站上装有冷凝干燥器和湿气收集器,就是在密封舱内有若干个风机,将含有湿气的空气吹往热交换器,它的内部装有湿气收集器,在收集器内装有特殊的吸水材料,湿气被材料吸收后送到水收集器,可以用来控制湿度。