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3位航天员在轨六个月,产生的废气、排泄物和垃圾等该如何处理?
来源:www.ascsdubai.com    时间:2021-12-22 12:36    点击:210   编辑:admin

空间站内的废气、废水经过过滤净化处理之后,会重新使用,固体垃圾则集中收集起来,待飞船返回时带回大气层焚烧。

10月16日0时23分,神舟十三号载人飞船在万众举目之下成功发射升空。截止今天为止,三位航天员已经在空间站生活了10天时间,距离任务结束还有173天。

在空间站微重力环境下,航天员生活的方方面面都跟在地面上大有不同,他们吃饭、洗澡、睡觉以及上厕所,都要经过特殊训练才能适应。

航天员虽然吃不到新鲜的蔬菜,但超过120种营养丰富、保质期长的航天食品,完全足够他们在轨生活半年时间里,能够根据自己的口味选择吃什么。

洗澡可能会麻烦一些,微重力环境下的水不会主动向下流,为了安全起见,航天员只能对身体进行擦拭。

最具挑战的恐怕就是上厕所了,太空马桶的开口比较小,航天员要专门训练之后才能正确使用,不过马桶的负压系统可以很好的将航天员的排泄物吸到收集器里。

虽然太空生活与地面不同,但是生活产生的各种垃圾一样都不会少,比如上厕所产生的排泄物、航天食品的包装袋等。

航天员在轨六个月必然会产生大量的废气、废水和固体垃圾,那么这些废弃物都是如何处理的呢?我们分别来看一下:

1、航天员生活产生的各种废气,都需要经过空气净化系统处理之后循环使用空间站内的气压和空气成分比例跟地球大气层是一致的,78%的氮气、21%的氧气以及部分二氧化碳等。航天员在轨生活产生的气体废弃物主要包括呼出的二氧化碳和放屁产生的混合气体。

如果是在地面上生活,这些气体根本算不上废气,甚至可以忽略不计。但在空间站密闭的空间里,航天员执行为期半年的太空任务,所产生的二氧化碳以及放的屁就不能忽视了。

大量的二氧化碳聚集,会让航天员出现头晕等缺氧症状,而放屁产生的甲烷、硫化物以及氨气等,比例超过一定程度的话甚至会引起爆炸。

好在空间站的核心舱内,有完整的生命保障系统,其中的空气循环子系统就是专门处理航天员生活产生的废气的。

空间站的通风设备让空气始终保持流通状态,以防某个区域聚集过多的二氧化碳。这些流动的气体在经过空气净化系统时,部分二氧化碳、甲烷、氨气等废气会被拦截下来。二氧化碳可以与催化剂发生化学反应,重新生成氧气供航天员呼吸,而甲烷等废气则被排到空间站外。

总之神舟十三号三位航天员,在空间站内每天产生的各种气体废弃物,都是经过空气循环系统过滤净化循环使用的。

航天员在轨生活产生的各种生活用水、尿液、汗液等液体废弃物,经水循环系统净化之后重新使用正常情况下,一个人每天排出的尿液总量约为1500~2000毫升,三位航天员每天产生的尿液就有4500~6000毫升,六个月之后这个数字会非常恐怖,空间站根本没有足够的容器可以储存这么多尿液。

另外,航天员在空间站虽然无法像在地面上一样淋浴,但擦澡用过的毛巾里面的水分也不少。而且空间站的水资源是非常宝贵的,仅仅依靠货运飞船的运送是成本巨大的。所以空间站里的水要循环使用,即便是航天员上厕所产生的尿液。

航天员日常生活中产生的各种废水,包括生活用水、洗澡水、尿液、汗液等,都会被收集到水循环系统之中,经过蒸馏、过滤、净化等程序,符合航天饮用水的标准之后,会提供给航天员们重新利用。

所以空间站里的废水,跟废气的处理方式类似,都是净化之后重新使用。

航天员生活产生的固体垃圾,会集中暂放在固体垃圾收集器中,待神舟十三号返回地球时一并带回最后我们来看看固体垃圾的处理方式,航天食品的外包装以及日常生活产生的各种固体垃圾,这些都是无法在空间站循环使用的,那么这些又该如何处理呢?

事实上,空间站上使用的每一种物资都是经过各种考量的,使用过后会产生多少垃圾都会精确计算,这样做是为了最大限度的减轻货运飞船的总重量。

天舟三号为神舟十三号提前运送了物资,物资总重不到5吨,其中大部分是保障航天员生活所需的水、食物、氧气等。

水和氧气的处理方式前面已经提到,是循环使用的,但是航天食品的包装袋以及航天员方便产生的固体排泄物等,是无法循环利用的。

这些固体垃圾一般先进行干燥处理,把上面的水分全部蒸馏出来,毕竟空间站里水资源太宝贵。干燥之后的垃圾会进行压缩,以减少空间的占用。

这些干燥、压缩过后的固体垃圾,会集中打包到固体垃圾收集器中,在航天员返回地球之前,暂时安置在指定的位置。

神舟十三号三位航天员在轨生活六个月之后,到了返回地球的时候,这些固体垃圾会被装载到返回舱组合体中跟着航天员一起返回大气层。

不过这些固体垃圾并不会降落到地面上,而是在返回舱进入大气层之后被抛下,在大气的摩擦作用下,燃烧在地球大气层中。

所以航天员在轨生活产生的固体垃圾,最终会被打包运回大气层,并在发起摩擦中焚烧殆尽。

结语载人航天工程的每一个细节都是经过研究和计算的,哪怕是航天员在轨生活产生的垃圾,工程人员都会考虑全面。

中国空间站天和核心舱是航天员在轨生活的核心舱室,里面有完整的生命保障系统,有水循环、空气循环等子系统,这种科技含量高超的系统,让航天员可以重复使用空间站的空气和水资源!

至于固体垃圾,目前最好的办法就是集中收集起来,跟着返回舱一起运回地球,并在大气层中焚烧殆尽,不过固体垃圾不会太多。

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