六位航天員在空間站待多久（3名航天員駐留空間站4個月）

2023-05-01 07:08:58 1

不知不覺間，翟志剛、葉光富、王亞平3名航天員已經駐留空間站4個月，他們也是第一批在空間站過春節的航天員。

我們需要知道，太空近似於真空環境，是沒有氧氣的，但人沒有氧氣是無法生存的，3名航天員每天需要1650升氧氣，而執行任務需要6個月的時間，一共需要29.7萬升氧氣，這些氧氣從哪裡來呢？

空間環境是真空環境，航天員在核心艙生活時，必須要維持艙內正常的氧氣、氮氣濃度，同時要控制二氧化碳及微量有害氣體，那這就要依靠空間站的生命保障系統，空間站上最基本的生命保障體系應該包括:製造氧氣、吸收二氧化碳以及處理太空人排洩的廢物等。

以國際空間站為例子，國際空間站環境控制與生命保障(ECLS)系統包括美國和國際空間站其他成員國的艙內部件和子系統,這些部件和子系統的功能是:溫溼度控制(THC)，大氣控制與供應(ACS),大氣再生(AR),水回收與管理(WRM),火災探測與滅火(FDS)和真空系統(VS)。

在美國艙段和俄羅斯艙段都配備有電解水制氧裝置，其過程是利用電將水分子分解成氫氣(H₂)和O₂。國和俄羅斯 空間站電解制氧系統採用不同的技術路線，其最大的區別在於俄羅斯採用流動鹼性電解質電解制氧和膜式靜態水氣分離器的技術方案，美國採用固體聚合物電解質電解制氧和動態水氣分離器的 技術方案 。

還有一種方法是採用固體氧氣發生器制氧，燃燒固體「蠟燭」，產生的副產品是氧氣。由於具有可燃性風險，這些「蠟燭」只有在極端緊急的情況下才使用。

中國空間站也是採用的電解水制氧裝置，我國從 20 世紀 90 年代中期起開展了空間站電解制氧關鍵技術預先研究，2006 年順利完成了為 3 人乘組 連續供氧的 62 d 系統整合驗證試驗。

中國專門定製的艙內供氣調壓系統中的「開關」--旋塞截止閥與切換閥，可以實現供氣調壓系統中氧氣的「定量供給」。　　

為了定時定量去除航天員排出的CO2和微量有害氣體，核心艙定製了CO2去除子系統中的電動截止閥與電動切換閥，採用耐高溫材料，具備遠程高效高可靠控制能力，可以實現CO2和微量有害氣體去除系統的氣路截止與切換，為空間大氣組分的控制提供技術保證。

而這也打造了最完備的可再生生命保障系統。電解制氧時產生的氫氣與航天員呼出的二氧化碳，將通過化學反應生成氧氣，這也能夠降低氧氣的補給需求。

那水是從哪兒來？最主要的就是尿液和廢水。因為從地面拉水補給是非常不現實的，空間站要長期運營，需考慮經濟性問題，那就要通過綠色、再生技術等，提高空間站物資循環利用率，減少地面補給需要，實現資源再利用，我們要知道，每個人一天排出的尿液是1.6公斤，汗液是1.7公斤，大便裡也有水分，回收水是基礎。另外，水中含有氧，氧氣也可通過水電解而獲得，還有呼吸中人每天產生二氧化碳的量是1公斤，這些廢料都要各歸各位，進入不同的處理系統循環利用，最終被轉化成太空艙裡的可用資源。以後，貨運飛船攜帶上去一個基本量就可以了，成本大大降低。

可以說用廢水、尿液製造氧氣，對二氧化碳等人體廢棄物進行的再生去除等，是空間站環控生保系統中的重要環節之一。

再生生保技術非常複雜，被稱為世界性難題。從美國、俄羅斯研製的過程可以看出，技術難度非常大，投入也非常大。美國空間站上的一套水處理系統，研製費用兩億美元。國際空間站搭建了10多年，再生生保系統真正只用了五六年。

其中，俄羅斯主要採用滲透膜蒸發技術進行航天員尿液再生處理，其尿液再生系統已於1990年1月15日在「和平」號空間站上的Kvant-2艙段上啟用，該裝置的處理能力為5 kg的H2O/day，尿液中的水回收率為80%左右。到1999年，該裝置已從尿液中回收了6 000 kg的再生水，回收後的再生水水質可達飲用水標準。而美國則採用的是蒸氣壓縮蒸餾技術(VCD)。

中國空間站也是採用蒸氣壓縮蒸餾技術來實現尿液的循環利用，整個再生生保系統實現了氧氣資源100%再生，水資源80%再生。據介紹，有了完整的再生系統，發射重量大大減少，運營補給成本降低了70%，每年節省上行物資6噸多。

所以說，空間站的尿液是有大用處的，不僅解決了飲水問題，還解決了供氧問題。