閉合度

閉合度是評價生物再生生命保障系統(BLSS)物質循環程度的最基本指標,它決定了系統的結構和系統所需攜帶物質的質量。

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簡介

閉合度是評價生物再生生命保障系統(BLSS)物質循環程度的最基本指標,它決定了系統的結構和系統所需攜帶物質的質量。BLSS的閉合度可用以下公式描述:
(1)
式中C:系統物質循環的閉合度(%);m:單位時間(天)內,BLSS需要的外界補給量——系統每天需要外界提供的儲備食品、衛生用品、無機鹽、水分及其他營養物質的質量(g·
);M:單位時間(天)內,系統內乘員所消耗的補給量,包括所需要的食物(含系統內部通過生物再生生產的食物和儲備食物)、水分、O2、無機鹽和生活用品的質量(g·
)。從式(1)中可以看出,如果m =M,即系統內的所有生活物資都需要從外界提供,如非再生式生命保障系統,這時C = 0,但是隨著飛行時間的延長和乘員人數的增多,從外界提供補給將面臨著嚴重的困難,甚至是不可能實現的。m = 0時,意味著乘員所需要的一切生活物資都可以通過系統再生(物理化學再生和生物再生)提供,這時C = 100,BLSS達到類似於地球生物圈一樣的物質完全閉合,是最理想的BLSS,它在運行過程中除能量以外不需要外界提供任何物質,即系統的物質循環完全處於閉合狀態,是BLSS理論與技術發展的終極目標。目前世界各航天大國的BLSS都未能達到閉合度為100%且能夠長期運行的水平。目前基於物理化學再生和生物再生技術的BLSS閉合度介於0和100之間。
閉合度的大小取決於航天任務的時間和特定需求,它在很大程度上決定著系統的運行周期,因為它決定了系統內物質的總量和需要外界定期補充的物質質量。只有高閉合度的BLSS才能擔負起長時間、遠距離的空間任務。
月宮一號一期105天實驗的閉合度達到了97%。

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