在阿波罗任务中,宇航员们成功地在月球进行了多次太空行走,而这一切的背后,离不开一项名为可携式生命支持系统(PLSS)的神奇发明。 PLSS作为宇航员的生命线,提供了必需的氧气、排除二氧化碳和水蒸气,并确保他们在极端环境中能够正常活动。
PLSS提供了宇航员在没有直接连接到太空船的情况下所需的所有生命支持功能。
PLSS的设计让宇航员可以像背着一个背包一样自由活动,其主要功能包括调节宇航服内的压力,供应可呼吸的氧气,移除二氧化碳、湿气、异味和其他污染物,并排冷却并循环氧气及水。这项技术不仅限于阿波罗任务,后来在航天飞机和国际太空站的宇航服中也有类似的应用。
阿波罗任务使用的可携式生命支持系统中,包括有锂氢氧化物来去除呼吸空气中的二氧化碳,并使用液冷服来循环水,将多余的热量排放到太空中,形成冰晶。这一过程不仅确保了宇航员的生命需要,也降低了他们的核心体温,防止中暑。
在阿波罗11至14任务中,宇航员的月面活动时间限制在4小时,而随着阿波罗15至17的延长任务,他们的活动时间增加到了8小时。
为了实现这一增长,PLSS的氧气存储压力增加,并提高了锂氢氧化物和冷却水的量。这让宇航员能够在月球的悬浮环境中更长时间地飞行,展现了人类探索太空的能力。
随着太空探索的进展,PLSS的设计也不断演进。在太空梭和国际太空站中,NASA引入了新的生命支持系统,这些系统更有效率地处理氧气与二氧化碳,并通过液冷服加强了环境舒适度。这些宇航服不仅保障了宇航员的生命安全,还最大限度地减少了消耗。
这些系统的运作压力通常设置在4.3 psi,确保宇航员在外太空的效率与安全。
这些关键技术的背后,是大量的研究与测试,确保即使在最极端的条件下,宇航员也能获得足够的生存支持。
未来的PLSS将考虑更多可以应用的新技术。例如,压力摆动吸附技术(PSA)被看作是未来PLSS中的一个潜在改善方案。这种技术能更有效地将二氧化碳从气体中分离,并通过持续的再生过程,实现比现有锂氢氧化物更高效的使用。
透过这项技术的发展,未来的宇航员将能在更长时间的极端环境中操作,而不会有系统饱和的限制。
科学家们正在努力,开发出新的解决方案以满足未来太空任务的需求。比方说,随着人类探索太阳系的进一步深化,如何在长时间的太空任务中保持宇航员的健康,成为了科学研究的重中之重。
正如早期的阿波罗任务给我们的启示,PLSS不仅是一个简单的生命支持系统,它实际上是人类探索太空的基石。这也促使我们反思,未来的太空探索将面临哪些挑战,并且我们又能如何克服这些挑战呢?