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外星生存有望?国际空间站装上“黑科技”:可循环利用呼出空气的闭环系统

2018-11-14 19:02 前瞻网   

 

外星生存有望?国际空间站装上“黑科技”:可循环利用呼出空气的闭环系统

未来的太空飞行任务将使用宇航员呼吸的空气循环利用。

先进的闭环系统(ACL)已由欧洲航天局(ESA)建造,目前正在轨道航天器上安装。

该装置回收宇航员呼出的二氧化碳的一半,并将其转化为氧气。

科学家们已经宣布这项发明是向火星和更远地方的长期任务迈出的重要一步。

ACLS于9月底通过一艘日本货船抵达空间站。

该系统被安置在一个重1650磅/750公斤的有效载荷架中,高6.5英尺/1.98米。

欧洲航天局(ESA)的这项发明减少了产生空气所需的水量。

从循环呼出的空气中产生可呼吸的空气需要大量的水,ACLS可以减少100加仑(400升)的需求量。

节省重量是太空任务的优先任务,因为增加重量需要更多的燃料才能成功发射。

当空气通过该系统时,二氧化碳被困在由胺构成的小颗粒中,胺是一种类似于氨的有机化合物。

这些小珠子将二氧化碳与氢气反应,然后提取出水和甲烷。

水进一步分裂成氢气和更重要的氧气,宇航员可以呼吸。

在过去,所有制造氧气的水都必须从地球上运来。

开发该系统的欧空局团队的负责人Daniele Laurini说,这种新工艺提取的水和甲烷的量是相等的。

但是,目前甲烷还没有任何用处,甲烷是以碳尘的形式产生的。

“在轨道上处理纯甲烷并从中获取有用的东西是相当具有挑战性的,”Laurini说。

“微重力下的灰尘很乱。所以,我们只是把甲烷排放到太空。”

该团队不打算提高系统的效率,以回收更多的、超过目前50%的呼出的二氧化碳。

然而,该团队将与德国航空航天署(DLR)开发的藻类光合生物反应器一起测试该系统。

“这个系统将吸收提取的二氧化碳,通过藻类光合作用释放氧气。”Laurini说。

欧洲航天局官员在一份声明中说,ACLS将于11月在美国“命运”号太空舱内安装,为三名宇航员提供一半的氧气。

该机构计划对该系统进行一到两年的测试。他说,在发射量和在那里停留的天数之间存在权衡。

“在地球上旅行,如果你只去几个星期,你不需要带洗衣机。”

“(同样,在太空中)如果你要进行更长时间的任务——90、120天——那么回收和开环系统之间的权衡就变得很方便了。”

对于未来的火星任务,可能需要数年时间才能完成,一个闭环系统将是必要的;专家们说,再补给任务是不可能的,而且运送整个任务所需的资源成本太高。

ESA已经在研究一种名为Melissa的闭环系统,它将回收宇航员在火星上生存所需的所有资源:食物、水和氧气。

该系统将利用呼出的空气、人类排泄物和废水,利用细菌、藻类和高等植物制造饮用水和可呼吸的氧气。

该系统还将种植植物供宇航员食用。

 

责任编辑: 3980SYN

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