神舟十六号本月发射!3名航天员飞行半年至少需1吨水,水哪来的

2023年05月14日20:31:03 军事 1080

神舟十五号载人飞船是我们中国空间站“T”字基本构型组装完成后迎接的第一艘载人飞船,在2022年11月29日发射升空,至今已经在轨飞行了5个多月,按照计划,神舟十五号飞船预计在6月初返回地球。

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就在神舟十五号飞船发射升空之时,神舟十六号飞船就已经在发射场完成了总装测试工作,进入应急救援待命状态。按照计划,神舟十六号飞船将在本月底发射升空,与神舟十五号飞船的航天员乘组实现在轨轮换。与此同时,神舟十七号载人飞船和神舟十八号载人飞船的总装测试工作也已经在进行中,等神舟十六号飞船发射升空后,神舟十七号飞船预计也会进入待命状态。

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因为神舟十五号飞船、神舟十六号飞船的在轨时间都长达半年,在这么长时间内,空间站飞船可能会面临空间碎片碰撞的威胁,如果发生碎片碰撞事件导致飞船受损没法安全返回地球之时,在发射场处于待命状态的新载人飞船就会紧急发射升空。

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虽然我们之前已经发射了很多艘载人飞船前往中国空间站,但是即将发射的神舟十六号飞船有了一些变化。航天科技集团五院载人飞船系统总体主管设计师肖雪迪表示,从神舟十六号载人飞船开始是新批次的载人飞船,一方面是大幅度提升了元器件国产化率,提升了核心元器件的自主可控能力;另一方面则是改进了仪表面板。

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水哪里来的?

外太空的环境和地面的环境截然不同,例如在地面我们会受到重力,但在太空飞行时我们却处于失重状态,几乎没有重力,整个人都会漂浮起来,在失重状态下生活会面临很多我们意想不到的困难。再例如在外太空飞行时,飞船、空间站的内部空间很狭小,搭载的各种物资(包括氧气、食物、水)都是有限的,没法像在地面那样通过植物进行光合作用产生氧气、有机物。

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所以,为了让人类可以在外太空长时间飞行,我们需要把地球环境“搬上天”,也就是在飞船、空间站内建立完善的生命保障系统,为航天员撑起生命“保护伞”。通过复杂的生命保障系统,飞船、空间站内可以维持恒温、恒压的环境,而食物、氧气、水这些都是消耗品,对于人类的生存来说是至关重要的物质,这些消耗品的数量就决定了航天员在轨的天数,如果这些物资非常丰富,那在轨时间就很长,如果这些物资比较少,那航天员在轨时间就比较短。

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在人类载人航天的初期,由于飞船空间不大,除了搭载食物、水、氧气外,还搭载很多仪器设备,搭载的物资不多,限制了航天员在轨时间,一般一次飞行任务也就是几天时间,甚至更多。后来随着空间站这些更大型的载人航天器的出现,人类在轨时间变得越来越长了,国际空间站第一个舱段在1998年发射升空,自第一批宇航员进入国际空间站,在过去的20多年时间内,国际空间站一直处于有人值守的状态。我们中国空间站也已经 运行了两年多世纪,为什么我们都没有听说过用完氧气、水呢?

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水作为一种消耗品,1名航天员1天大概需要2公斤饮用水,3名航天员每天需要12公斤的饮用水,3名航天员执行半年的飞行任务就至少需要1吨水,如果算上洗漱等用水,对水的需求量就更多了。为了让空间站能够一直保持有人值守的状态,那每隔一段时间就需要发射一艘货运飞船将这些物资送上空间站。例如在本月,我们就发射了天舟六号货运飞船,将重达7.4吨的物资送到了中国空间站,这些物资将满足神舟十六号飞船的3名航天员在轨半年的需要。

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当然,如果完全通过货运飞船进行水、氧气这些消耗品的补给,成本非常高,所以在空间站内实现氧气和水等物质“自产自销”就显得非常重要了。而想要在空间站内实现水、氧气的“再生”难度非常大,不亚于将一座小型的工厂搬到外太空。

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科学家研发的环控生保尿处理子系统及水处理净化器就能达到这一个目标,其中尿处理子系统采用蒸汽压缩蒸馏技术将对尿液进行蒸馏,然后再对得到的蒸馏水进行深度净化、处理,把尿液中的水分提取出来再次利用,实现了空间站内水资源的循环,大大地降低了空间站的运营成本。

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除了水的循环利用外,航天员还需要定期对水进行检测,因为空间站内的水并不像在地面的水可以流动,所以为了饮用水的安全,就需要检测水中的微生物情况,避免在饮用水中滋生致病微生物而影响到航天员们的身体健康。

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