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。
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。
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。
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?