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天宫一号载废物回收设备 可对尿液水气分离

2011年10月03日20:36新华网我要评论(0)
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新华网北京10月3日电 (孙海荣、田兆运)随着天宫一号目标飞行器奔向苍茫宇宙,我国航天员即将在太空拥有全新的“家”。它将在太空运行两年,随时迎接航天员驾乘飞船入住。

相较于神舟系列飞船来说,这个“家”可谓“家具”众多、功能丰富,航天员将在其中工作、生活并开展多项科学实验。中国航天员中心主任陈善广向记者详细介绍了天宫一号这个“太空新家”的“家当”。

太空锻炼器材。航天员长时间在失重环境下生活会出现肌肉萎缩、骨丢失等症状,需要通过太空锻炼进行健康维护。天宫一号首次带上了太空锻炼器材,包括特殊自行车用于锻炼下肢肌肉;拉力器用于锻炼肩部和背部肌肉;下体负压筒对航天员下半身施加负压,促使血液向下半身流动,改变失重环境中血液朝头部转移的情况……这些也是目前国际空间站通用的失重防护锻炼器材。

空间医学实验设备。为了探索航天员长期驻留太空的医学变化规律和防护措施,天宫一号装载了很多空间医学实验设备。质量测量仪能在失重条件下“称量”人体质量,反映航天员飞行期间体重的变化。骨丢失对抗仪通过对航天员施加外力刺激,研究如何对抗太空飞行造成的骨丢失。还有一些装置用于研究失重环境下细胞变化规律、人的心理变化规律以及舱内气体采样分析等。这些研究设备针对太空特殊环境专门研制,涉及航天医学、生物、物理、电子技术、工程等多种学科。相比神舟系列飞船,天宫一号的实验设备和项目大大增加,航天员的工作量也相应加大。

人造地球环境。人类想在太空长期逗留,必须设法制造适宜人类生存的小环境。除了维持合适的温度、湿度、压力、氧气等常规环境外,天宫一号还对控制微生物和微量有害气体配备了专门的“武器”。人体是微生物的产生源之一,代谢的皮屑在空气中以浮尘存在,微生物控制装置能在短时间内高效过滤净化。舱内设备和非金属材料会释放微量有害气体,有害气体净化装置能强力去除几十种有害气体,在航天员进入前提前开启运行。此外,航天员呼吸、排汗产生的水汽,也有冷凝水收集装置定时自动收集。

废物循环利用的再生设备。神舟飞船过去携带的都是消耗性资源,航天员衣食住行所需的物资都从地面携带,而天宫一号首次对再生技术进行验证,携带了废物回收利用设备。电解制氧装置是将纯水制成氧气,动态水气分离装置是用航天员的尿液进行水气分离。未来空间站上尿变水、氧气再生等技术,都与此密切相关。这些技术成熟后,将大大减少地面补给,实现尿液、体液和有害气体等资源的回收利用。

男女航天员衣物。蓝色的航天员睡袋外部绣有祥云图案,相比神七的睡袋,它的重量明显减轻,材料也是优中选优,具有抗阻燃、防静电、重量轻、松紧可调等特点。天宫一号还为航天员准备了保暖内衣、保暖裤、运动袜、运动服、短裤等。考虑到太空工作实验的特殊需求,这些衣服的设计都比较特别,有的衣服装有电缆口,有的口袋用于放置辐射测量仪等。由于天宫一号长期是无人低压运行,会造成衣服材料加速老化,科技人员在地面做了大量低压存储试验,用专业设备拉扯衣物,确保拉伸强度和撕裂强度合格。

航天食品。部分航天食品已经随天宫一号进入太空,包括蔬菜、肉类、水果和复水汤等,但这些都不能食用,还只是实验品。真正能食用的航天食品要等航天员随飞船带上天。实验用的这些航天食品,将来要跟随对接的载人飞船返回地面。研究人员要观察它们在太空长期运行后会发生哪些变化。食品包里既有成品的菜肴,也有析出的蛋白、脂肪、淀粉等成分。科技人员在地面存储了同批次的航天食品,用于对比研究。

医学健康监督设备。航天员在太空的呼吸、心率、血压、体温等指标,牵动着地面飞控人员的神经。天宫一号携带了更新颖、更丰富的医监设备,采集航天员生理数据,为航天员医学健康维护提供技术支持。比如,航天员随身携带的心电装置,能24小时连续记录心电数据,而且不受测控弧段的限制。航天员蹬自行车锻炼时,面部会戴上一种特殊面罩,采集记录呼出、吸入的气体流量、氧浓度等,下传到地面进行分析。测血压的设备和地面袖带式不同,在胸部连上心电电极,在手指戴上血氧、脉搏波传感器,对心电信号和脉搏波信号进行分析处理,计算出心率、血压、血氧饱和度等生理参数。

灭火装置。天宫一号和神舟飞船都配备了灭火装置。如果火情小,就用手套状的灭火湿巾,随处抓握火苗。灭火湿巾不仅耐高温,而且绝缘性能好。灭火器只在火情较大的情况下使用。航天员戴上防毒面具,按下灭火器上的按钮,喷射出的灭火剂会把着火点和四周氧气隔离。由于灭火剂有毒性,一旦使用了灭火器,密闭舱里的空气就会受到污染,航天员不再适宜待在舱里,要么更换舱内新鲜空气,要么返回地球。

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