长期载人空间飞行的生命保障技术

一、前言航天员进入太空执行航天任务必须有一个能够使他生存并有效地进行工作的环境和物质条件。也即必须人工创造一个载人航天器舱内大气环境和居住条件。舱内环境控制和生命保障技术的复杂程度取决于航天员人数和空间飞行时间等因素。短期飞行一般使用开放式生命保障系统,而长期飞行需要采用半闭式系统(见图1)。对于大规模的空间基地,人类将有限地自给自足而实现空间闭路生态系统,完全闭合氧、水和碳三个回路。     

热电集成薄膜蒸馏式废水处理系统性能分析

为了给载人航天器生命保障系统的设计提供依据,对处理载人航天器废水的热电集成薄膜蒸发系统作了热分析并用数值方法进行了验证。分析中将补充废水带入的热量忽略,从而使整个分析过程得到了简化,并得出半导体制冷元件的制冷系数ε是决定系统热性能的关键参数这一重要结论,ε越大,系统热性能越好,而ε增大造成的洁净水产率降低可以由制冷元件数目增加得以弥补;ε主要决定于废水侧换热温差,因此提高废水侧换热能力是提高系统性能的关键。     

载人航天器SPE制氧系统性能分析

为了对载人航天器中 SPE制氧系统进行优化改进 ,根据热力学守恒定律、能量输运规律以及相关电化学理论 ,建立了系统工作过程的数学模型 ,通过数值模拟方法对系统进行了性能分析。结果表明 ,提高电解槽工作电流密度 ,不仅有利于提高电流效率和氧产量 ,也有利于减小单位产氧量的电耗 ;而提高氧、氢产品背压会对系统工作产生不利影响 ,产氧量下降 ,且单位产氧量的电耗升高 ;工作温度的提高 ,既有正面影响 ,如理论分解电压下降 ,单耗减小 ,也有负面影响 ,如造成电流效率降低 ,产氧量下降。研究结果对载人航天器中水电解制氧系统的设计及运行有一定指导意义。