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從地球到太空：PLSS如何巧妙循環氧氣與二氧化碳？
科學的進步使得人類足跡能夠跨越地球的邊界，探索浩瀚的宇宙。在這個過程中，宇航員必須依賴各種高科技設備來維持生命，其中「個人生命支持系統」（PLSS）就是最為關鍵的裝置之一。PLSS不僅能提供宇航員所需的氧氣，同時還能有效移除二氧化碳，這一系統的運作原理彰顯了人類在外太空生存所面臨的挑戰。
PLSS被設計成如同背包般方便攜帶，讓宇航員在進行太空行走時擁有最大的自由度。
PLSS的基本功能包括調節太空服壓力、提供可呼吸的氧氣、移除呼吸空氣中的二氧化碳、濕氣和其他污染物，並通過液冷通風服或液冷服來冷卻和回循氧氣及水。這使得宇航員在進行戶外活動（EVA）時，能夠在極端環境中保持生理上的舒適和安全。
Apollo任務中的PLSS
Apollo任務中的PLSS系統至關重要。在登月任務中，這一系統使用氫氧化鋰來去除呼吸空氣中的二氧化碳。通過將水循環在開放迴路中，將多餘的水排入太空，形成冰晶。這一技術不僅有助於降低宇航員呼吸空氣的熱量，還能在任務結束後將其儲存到航天器的廢水箱中。
PLSS的控制系統由安裝在宇航員胸前的遠程控制單元（RCU）來實現，並包含了通信所需的無線電發射器和天線。
在Apollo計劃的早期任務中，與建設的工程規模相比，PLSS在時間上的限制非常顯著。最初的任務EVA時間限制在4小時，直到Apollo 15的延長任務時間才增加至8小時。通過提高氧氣和冷卻水的儲存量，PLSS的設計在後續任務中得到了顯著改進，這使得宇航員能夠進行更長時間的研究。
太空梭及國際太空站中的PLSS
隨著技術的發展，太空梭和國際太空站的宇航員也開始使用類似的生命支持系統。這些系統由Hamilton Sundstrand公司製造，並安裝在宇航服的硬外框架後面。
PLSS利用液冷通風服（LCVG）從太空服的末端抽取氧氣、二氧化碳和水蒸氣，然後將這些氣體送入PLSS進行處理。
在此過程中，活性碳會去除氣體中的異味，而氫氧化鋰則負責去除二氧化碳。氣流經過風扇進行維持，隨後通過升華器凝結水蒸氣，並將其從系統中移除，以補充液冷服所需的水。這一設計不僅優化了空間穿梭機任務的生命支持系統，還提高了宇航員在太空中工作的安全性與舒適度。
未來技術的發展
面對未來更長時間的太空任務，科技的進步對PLSS的發展至關重要。其中，壓力擺動吸附（PSA）技術將可能被用於未來的PLSS系統中。這一技術能夠更高效地去除二氧化碳，同時重複利用過程，從而顯著減小固體吸附劑的容量與重量。
PSA通過將二氧化碳和水蒸氣排放到太空來實現這一目的，顯示了技術創新的潛力。
由於PLSS的設計涉及多種技術和工程挑戰，因此不同任務的需求也需要敏銳的應變能力和靈活的技術應用。未來的探索任務將要求我們不斷創新，以確保宇航員在太空中擁有充足的生命支持，維持健康與安全的狀態。
隨著人類對外太空的探索愈加深入，PLSS的技術發展會如何回應新挑戰，並持續確保宇航員的生存與安全呢？
