在阿波羅任務中,宇航員們成功地在月球進行了多次太空行走,而這一切的背後,離不開一項名為可攜式生命支持系統(PLSS)的神奇發明。PLSS作為宇航員的生命線,提供了必需的氧氣、排除二氧化碳和水蒸氣,並確保他們在極端環境中能夠正常活動。
PLSS提供了宇航員在沒有直接連接到太空船的情況下所需的所有生命支持功能。
PLSS的設計讓宇航員可以像背著一個背包一樣自由活動,其主要功能包括調節宇航服內的壓力,供應可呼吸的氧氣,移除二氧化碳、濕氣、異味和其他污染物,並排冷卻並循環氧氣及水。這項技術不僅限於阿波羅任務,後來在航天飛機和國際太空站的宇航服中也有類似的應用。
阿波羅任務使用的可攜式生命支持系統中,包括有鋰氫氧化物來去除呼吸空氣中的二氧化碳,並使用液冷服來循環水,將多餘的熱量排放到太空中,形成冰晶。這一過程不僅確保了宇航員的生命需要,也降低了他們的核心體溫,防止中暑。
在阿波羅11至14任務中,宇航員的月面活動時間限制在4小時,而隨著阿波羅15至17的延長任務,他們的活動時間增加到了8小時。
為了實現這一增長,PLSS的氧氣存儲壓力增加,並提高了鋰氫氧化物和冷卻水的量。這讓宇航員能夠在月球的懸浮環境中更長時間地飛行,展現了人類探索太空的能力。
隨著太空探索的進展,PLSS的設計也不斷演進。在太空梭和國際太空站中,NASA引入了新的生命支持系統,這些系統更有效率地處理氧氣與二氧化碳,並通過液冷服加強了環境舒適度。這些宇航服不僅保障了宇航員的生命安全,還最大限度地減少了消耗。
這些系統的運作壓力通常設置在4.3 psi,確保宇航員在外太空的效率與安全。
這些關鍵技術的背後,是大量的研究與測試,確保即使在最極端的條件下,宇航員也能獲得足夠的生存支持。
未來的PLSS將考慮更多可以應用的新技術。例如,壓力擺動吸附技術(PSA)被看作是未來PLSS中的一個潛在改善方案。這種技術能更有效地將二氧化碳從氣體中分離,並通過持續的再生過程,實現比現有鋰氫氧化物更高效的使用。
透過這項技術的發展,未來的宇航員將能在更長時間的極端環境中操作,而不會有系統飽和的限制。
科學家們正在努力,開發出新的解決方案以滿足未來太空任務的需求。比方說,隨著人類探索太陽系的進一步深化,如何在長時間的太空任務中保持宇航員的健康,成為了科學研究的重中之重。
正如早期的阿波羅任務給我們的啟示,PLSS不僅是一個簡單的生命支持系統,它實際上是人類探索太空的基石。這也促使我們反思,未來的太空探索將面臨哪些挑戰,並且我們又能如何克服這些挑戰呢?