隐藏在太空背包里的高科技:PLSS如何维持宇航员的生命?

随着人类对太空的探索越来越深入,宇航员需要在极端环境中执行各项任务,而这背后的秘密之一 就是个人生命支持系统(PLSS)。这种高科技的「背包」不仅为宇航员提供氧气,还帮助他们 在微重力环境中生存,并随心所欲地执行艰巨的太空任务。

PLSS的基本功能

PLSS作为宇航员装备的一部分,通过一系列复杂的技术来实现以下关键功能:

调节太空服压力

提供可呼吸的氧气

去除二氧化碳、湿气、异味和污染物

冷却与重新循环氧气与液体冷却装置内的水

提供双向语音通讯

显示和传输太空服的健康参数

监测佩戴者的即时健康状态(例如:心率)

PLSS与潜水呼吸器系统类似,透过关闭循环来回收呼吸气体,这意味着宇航员所呼出的气体 可以被处理并重新利用。而在微重力环境中,宇航员还需要依赖其他推进系统以确保行动的安全性。

Apollo任务中的PLSS

在阿波罗登月任务中,使用的便携式生命支持系统充分展示了技术的先进。这个系统利用氢氧化锂 来去除呼吸空气中的二氧化碳,并且将水扩散到太空中冷却。这一过程不仅降低了宇航员的热量负担, 还在太空中适当地处理了废水。

在测试中,这个系统的重量在地球上约为84磅,但在月球上却只需14磅。

随着阿波罗15到17号的扩展任务,PLSS的功能得到了加强,宇航员在月球表面的外部活动时间 增加到了八小时,以满足更长时间的探索需求。

太空梭与国际空间站的PLSS

除了阿波罗任务,PLSS的技术也被应用于太空梭和国际空间站中。当前的EMU太空服利用了先进的 生命支持系统,这些系统由Hamilton Sundstrand制造,并安装在太空服的上部。

氧气、二氧化碳和水蒸气从太空服的末端被收集,随后通过一连串过滤和冷却的过程进入PLSS。

这样的设计旨在确保宇航员能够呼吸到最新鲜的氧气,并保持太空服内的压力与外部环境隔离。

未来的PLSS技术

随着技术的进步,科学家们不断探索新技术在PLSS中的应用,如压力摆动吸附(PSA)。 这项技术能够更有效地分离二氧化碳,并在再生过程中大幅减少吸附剂的重量和体积,进而 提高宇航员在空间中的工作效率。

PSA技术有望在未来的PLSS中取代目前使用的氢氧化锂罐,开创新的可能性。

PLSS无疑是太空探索不可或缺的要素,无论是在月球、火星或其他星体的探索任务中,保障宇航员的生命安全都是重中之重。随着科技进步,我们不禁思考,未来的太空旅行将会是什么样子呢?

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