隨著人類對太空的探索越來越深入,宇航員需要在極端環境中執行各項任務,而這背後的秘密之一 就是個人生命支持系統(PLSS)。這種高科技的「背包」不僅為宇航員提供氧氣,還幫助他們 在微重力環境中生存,並隨心所欲地執行艱鉅的太空任務。
PLSS作為宇航員裝備的一部分,通過一系列複雜的技術來實現以下關鍵功能:
調節太空服壓力
提供可呼吸的氧氣
去除二氧化碳、濕氣、異味和污染物
冷卻與重新循環氧氣與液體冷卻裝置內的水
提供雙向語音通訊
顯示和傳輸太空服的健康參數
監測佩戴者的即時健康狀態(例如:心率)
PLSS與潛水呼吸器系統類似,透過關閉循環來回收呼吸氣體,這意味著宇航員所呼出的氣體 可以被處理並重新利用。而在微重力環境中,宇航員還需要依賴其他推進系統以確保行動的安全性。
在阿波羅登月任務中,使用的便攜式生命支持系統充分展示了技術的先進。這個系統利用氫氧化鋰 來去除呼吸空氣中的二氧化碳,並且將水擴散到太空中冷卻。這一過程不僅降低了宇航員的熱量負擔, 還在太空中適當地處理了廢水。
在測試中,這個系統的重量在地球上約為84磅,但在月球上卻只需14磅。
隨著阿波羅15到17號的擴展任務,PLSS的功能得到了加強,宇航員在月球表面的外部活動時間 增加到了八小時,以滿足更長時間的探索需求。
除了阿波羅任務,PLSS的技術也被應用於太空梭和國際空間站中。當前的EMU太空服利用了先進的 生命支持系統,這些系統由Hamilton Sundstrand製造,並安裝在太空服的上部。
氧氣、二氧化碳和水蒸氣從太空服的末端被收集,隨後通過一連串過濾和冷卻的過程進入PLSS。
這樣的設計旨在確保宇航員能夠呼吸到最新鮮的氧氣,並保持太空服內的壓力與外部環境隔離。
隨著技術的進步,科學家們不斷探索新技術在PLSS中的應用,如壓力擺動吸附(PSA)。 這項技術能夠更有效地分離二氧化碳,並在再生過程中大幅減少吸附劑的重量和體積,進而 提高宇航員在空間中的工作效率。
PSA技術有望在未來的PLSS中取代目前使用的氫氧化鋰罐,開創新的可能性。
PLSS無疑是太空探索不可或缺的要素,無論是在月球、火星或其他星體的探索任務中,保障宇航員的生命安全都是重中之重。隨著科技進步,我們不禁思考,未來的太空旅行將會是什麼樣子呢?