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2023-05-15 02:37| 来源: 网络整理| 查看: 265

现在,国际空间站主要通过电解水制氧,加压氧气罐[1]和俄罗斯的 Vika 氧烛[2]备用。“国际空间站的氧气一直用不完”的原因是来自地球的补给。

水回收系统收集航天员排出的尿·呼出的气体所含的大部分的水,净化后循环利用,差额从地球运送补充。历史上一些时期,国际空间站更依赖从地球送水。

图为俄罗斯星辰号服务舱的 3 套 Elektron 电解水制氧设备,以国际空间站的太阳能电池板供电。和平号空间站曾使用同型设备。

Elektron 在国际空间站上多次发生故障、迫使航天员使用加压氧气罐·Vika·货运飞船的氧气储备,2004 年 9 月的一次故障持续十几天、修理后仅 1 天就再次故障,2006 年过热、冒烟、漏出化学药剂,这些问题促使美国另送制氧系统上天。

图为 NASA 在地面上测试 2 套水回收系统和 1 套制氧系统:

By James E. Scarborough - Own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=22037579

制氧系统:

以上制氧系统于 2006 年送上国际空间站,2007 年开始运行,每天可产生 2.3 到 9 千克氧气。起初,设备产生的氢气被排放到太空。2010 年 1 月起,国际空间站电解产生的氢气和航天员呼出的二氧化碳在萨巴捷系统(进行萨巴捷反应的装置,高温 + 催化剂)里反应产生水和甲烷[3],这样产生的水被送去水回收系统、甲烷被排放到太空。美国制氧系统也出过几次故障、更换了一些部件。

欧洲航天局于 2018 年将实验性的“先进闭环系统 /ACLS, Advanced Closed Loop System”送上国际空间站,它通过化学反应将输入系统的半数二氧化碳和氢气反应产生氧气和甲烷,将未反应的二氧化碳和产生的甲烷排放到太空,进一步节约用水。

水回收系统已多次升级,包括配备更高效的尿蒸馏设备。一些航天员打趣说:今天喝的咖啡就是昨天喝的咖啡!

以上设备有一系列泵和离心机,较为复杂。目前在研究更高效、可靠、轻的方法。Vika 氧烛有概率意外起火、造成危险,也在寻找替代品。

1997 年在和平号空间站上意外起火的 Vika

2004 年 9 月制氧设备故障期间,一些美国新闻媒体称国际空间站上有 84 个 Vika,可供 2 名航天员使用 42 天;停靠在空间站上的进步号货运飞船有 28 千克氧气,可供 2 人用 16 天;加压气罐里的氧气可以再用个几十天。



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