載人航天生命保障系統，維持載人航天密閉艙內和航天員艙外活動的大氣環境，保障航天員安全、生活和工作的綜合措施和設備。
基本介紹
- 中文名：載人航天生命保障系統
- 釋義：維持載人航天密閉艙內和航天員艙外活動的大氣環境，保障航天員安全、生活和工作的綜合措施和設備
分為固定式和攜帶型兩類。裝在密閉艙內並有調溫、調濕、調壓、供氧、供食、大氣淨化等設施的為固定式，供航天員在艙內生活和工作使用。航天員出艙活動、登月或登其他星球考察則使用攜帶型。此外，還設有航天員的飲食、休息、睡眠、排泄等日常生活保障系統。載人太空飛行器生命保障系統由環境控制系統、氣體儲存系統、航天員供水和水處理系統、航天食品、航天員廢物處理系統和航天服6部分組成。蘇聯“東方”1號飛船的生命保障系統是一種短時間的綜合保障裝置。密閉艙內大氣壓力和氧分壓接近地面標準，二氧化碳濃度低於0.5％，艙溫保持在12～15℃，相對濕度為45％～65％，艙內裝有上述各項參數的檢測設備，為航天員提供信息並向地球站傳送遙測信號。利用鹼土金屬的超氧化物吸收艙內和人體排出的二氧化碳，同時釋放氧氣，供航天員呼吸。調溫裝置和空間輻射散熱器組成溫度控制系統，以調節艙內溫度。艙內濕度靠控制去濕裝置的氣體流量來調節。航天員的食物是鋁管包裝的肉糜、果醬等膏糊狀食品，進餐時用手擠壓管壁，通過進入管將食物送進口中。在航天服加壓情況下，可通過頭盔食孔進食。Yu.A.加加林穿的航天服是一種結構簡單的艙內服裝，具有加壓和通風功能。美國“阿波羅”11號飛船載有3名航天員，續航14天。它有3套比較複雜的生命保障系統，分別設在服務艙、指揮艙和登月艙內。艙內採用100％的純氧環境，為防止火災，起飛前注入一些氮氣。壓力調節器保持指揮艙內壓力為34×103帕（0.34千克力/厘米2）。一旦艙體驟然泄壓，應急供氧系統立即大流量供氧，能維持5分鐘的安全壓力，以保證航天員穿好航天服。溫度控制系統具有兩個獨立的冷卻迴路，冷卻介質乙二醇經離心泵循環流動，把人和設備產生的熱量通過空間輻射散熱器向空間輻射散熱。航天服迴路中的二氧化碳和臭氣淨化裝置由兩個裝有氫氧化鋰和活性炭的淨化筒組成，兩者交替工作。淨化後的氣體餘熱通過冷凝器由乙二醇帶走，氣體中的水汽通過水汽冷凝分離器變成冷凝水，周期地排入廢水箱。主氧源是超臨界壓力低溫儲存的液態氧。供水系統的水源來自氫氧燃料電池的副產品，經淨化處理後供航天員飲用。航天員食物是袋裝的各種脫水食品，加水後食用，味道接近地面膳食。睡覺使用睡袋。人體排出的廢物經收集後儲存。登月服是具有液冷降溫結構的艙外用航天服。服裝背包內裝有攜帶型生命保障系統和通信系統。攜帶型生命保障系統（圖1）是一個自成體系的小背包，背在航天員身上，為登月活動的航天員提供呼吸用氧、溫度和濕度控制、二氧化碳和廢氣淨化，能保證航天員在月球上工作4小時。通信系統裝在背包內。美國太空梭生命保障系統可多次重複使用。太空梭軌道器座艙採用與地面相同的壓力和大氣成分。座艙壓力0.1兆帕（760毫米汞柱），氧分壓21 332帕（160毫米汞柱），二氧化碳分壓保持667帕（5毫米汞柱），相對濕度17％～85％，艙溫18～27℃。濕度控制採用雙級水分離機構。溫度控制比較複雜，座艙廢熱通過熱交換器傳至水循環迴路，再經液–液熱交換器傳到氟利昂冷卻液管路，最後由空間輻射散熱器向空間散出。空間輻射器是軌道運行段的主要散熱設備，霧化式水蒸發散熱器是3萬米以上高空的輔助散熱設備，4萬米以下的返回段採用氨蒸發散熱器作為散熱設備。機上設有廚房，可以儲存食品，提供飲用水和食物加熱。航天員的食物有脫水食品、飲料和紫外線輻照過的中等含水量天然食品。航天員用帶子系住睡在床上。艙外活動裝備背在航天員背上，加上小火箭作為控制裝置，就能使航天員不與其他裝置聯繫，自由地在空間活動和工作。這種艙外生命保障系統由氧氣通風系統、冷凝濕度控制系統、供水系統、液體傳輸系統、高壓氧源和告警裝置組成。未來的星際旅行或長期在空間站生活，除創造條件帶足或不斷補給足夠的消耗品外，還需要研製出密閉的、循環的生態系統以減少補給量和攜帶量（圖2）。
