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天宮一號載廢物回收利用設備 可對尿液水氣分離

2011-10-03 20:06:08  來源:新華網  編輯:殷亮   

  新華網北京10月3日電(孫海榮、田兆運)隨著天宮一號目標飛行器奔向蒼茫宇宙,我國航太員即將在太空擁有全新的“家”——它將在太空運作兩年,隨時迎接航太員駕乘飛船入住。

  相較于神舟系列飛船來說,這個“家”可謂“傢具”眾多、功能豐富,航太員將在其中工作、生活並開展多項科學實驗。中國航太員中心主任陳善廣向記者詳細介紹了天宮一號這個“太空新家”的“家當”。

  ——太空鍛鍊器材。航太員長時間在失重環境下生活會出現肌肉萎縮、骨丟失等症狀,需要通過太空鍛鍊進行健康維護。天宮一號首次帶上了太空鍛鍊器材,包括特殊自行車用於鍛鍊下肢肌肉;拉力器用於鍛鍊肩部和背部肌肉;下體負壓筒對航太員下半身施加負壓,促使血液向下半身流動,改變失重環境中血液朝頭部轉移的情況……這些也是目前國際空間站通用的失重防護鍛鍊器材。

  ——空間醫學實驗設備。為了探索航太員長期駐留太空的醫學變化規律和防護措施,天宮一號裝載了很多空間醫學實驗設備。品質測量儀能在失重條件下“稱量”人體品質,反映航太員飛行期間體重的變化。骨丟失對抗儀通過對航太員施加外力刺激,研究如何對抗太空飛行造成的骨丟失。還有一些裝置用於研究失重環境下細胞變化規律、人的心理變化規律以及艙內氣體採樣分析等。這些研究設備針對太空特殊環境專門研製,涉及航太醫學、生物、物理、電子技術、工程等多種學科。相比神舟系列飛船,天宮一號的實驗設備和項目大大增加,航太員的工作量也相應加大。

  ——人造地球環境。人類想在太空長期逗留,必須設法製造適宜人類生存的小環境。除了維持合適的溫度、濕度、壓力、氧氣等常規環境外,天宮一號還對控制微生物和微量有害氣體配備了專門的“武器”。人體是微生物的產生源之一,代謝的皮屑在空氣中以浮塵存在,微生物控制裝置能在短時間內高效過濾凈化。艙內設備和非金屬材料會釋放微量有害氣體,有害氣體凈化裝置能強力去除幾十種有害氣體,在航太員進入前提前開啟運作。此外,航太員呼吸、排汗產生的水汽,也有冷凝水收集裝置定時自動收集。

  ——廢物迴圈利用的再生設備。神舟飛船過去攜帶的都是消耗性資源,航太員衣食住行所需的物資都從地面攜帶,而天宮一號首次對再生技術進行驗證,攜帶了廢物回收利用設備。電解制氧裝置是將純水製成氧氣,動態水氣分離裝置是用航太員的尿液進行水氣分離。未來空間站上尿變水、氧氣再生等技術,都與此密切相關。這些技術成熟後,將大大減少地面補給,實現尿液、體液和有害氣體等資源的回收利用。

  ——男女航太員衣物。藍色的航太員睡袋外部繡有祥雲圖案,相比神七的睡袋,它的重量明顯減輕,材料也是優中選優,具有抗阻燃、防靜電、重量輕、鬆緊可調等特點。天宮一號還為航太員準備了保暖內衣、保暖褲、運動襪、運動服、短褲等。考慮到太空工作實驗的特殊需求,這些衣服的設計都比較特別,有的衣服裝有電纜口,有的口袋用於放置輻射測量儀等。由於天宮一號長期是無人低壓運作,會造成衣服材料加速老化,科技人員在地面做了大量低壓存儲試驗,用專業設備拉扯衣物,確保拉伸強度和撕裂強度合格。

  ——航太食品。部分航太食品已經隨天宮一號進入太空,包括蔬菜、肉類、水果和復水湯等,但這些都不能食用,還只是實驗品。真正能食用的航太食品要等航太員隨飛船帶上天。實驗用的這些航太食品,將來要跟隨對接的載人飛船返回地面。研究人員要觀察它們在太空長期運作後會發生哪些變化。食品包堿J有成品的菜肴,也有析出的蛋白、脂肪、澱粉等成分。科技人員在地面存儲了同批次的航太食品,用於對比研究。

  ——醫學健康監督設備。航太員在太空的呼吸、心率、血壓、體溫等指標,牽動著地面飛控人員的神經。天宮一號攜帶了更新穎、更豐富的醫監設備,採集航太員生理數據,為航太員醫學健康維護提供技術支援。比如,航太員隨身攜帶的心電裝置,能24小時連續記錄心電數據,而且不受測控弧段的限制。航太員蹬自行車鍛鍊時,面部會戴上一種特殊面罩,採集記錄呼出、吸入的氣體流量、氧濃度等,下傳到地面進行分析。測血壓的設備和地面袖帶式不同,在胸部連上心電電極,在手指戴上血氧、脈搏波感測器,對心電信號和脈搏波信號進行分析處理,計算出心率、血壓、血氧飽和度等生理參數。

  ——滅火裝置。天宮一號和神舟飛船都配備了滅火裝置。如果火情小,就用手套狀的滅火濕巾,隨處抓握火苗。滅火濕巾不僅耐高溫,而且絕緣性能好。滅火器只在火情較大的情況下使用。航太員戴上防毒面具,按下滅火器上的按鈕,噴射出的滅火劑會把著火點和四週氧氣隔離。由於滅火劑有毒性,一旦使用了滅火器,密閉艙堛漯躓薶N會受到污染,航太員不再適宜待在艙堙A要麼更換艙內新鮮空氣,要麼返回地球。

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