国际空间站是怎样建成的?安全吗?它有什么用(2)
维持太空中的永久环境
在太空中维持一个永久的生存环境需要一些我们必需的东西:新鲜的空气、水、食物、舒适(和适宜居住)的气候——甚至是垃圾的清除和防火。首先,让我们谈谈空气。我们需要氧气,所以国际空间站有几个提供氧气的系统。一个系统是通过宇宙飞船从地球运送氧气。这些氧气储存在外部容器中;同样的,这些航天器也运送氮气,这就为国际空间站提供了空气。国际空间站也有一个利用循环水制造氧气的发电机。利用电力,它把水电解成氢和氧。氢气进入太空,氧气进入国际空间站的空气。最后,国际空间站有一个固体燃料氧气发生器,通过燃烧原料将氧气释放到国际空间站的空气中。空气循环系统使空间站舱内的空气循环。循环的空气通过各种过滤器来去除颗粒和微生物。整个空间站都在不断监测和调节空气成分。
在地球上,植物吸收我们呼出的二氧化碳,这些二氧化碳对我们是有毒的。而国际空间站是利用各种能吸收二氧化碳并与其他化学物质发生反应的“洗涤器”用化学方法将空气中的二氧化碳去除的。除了二氧化碳,我们还呼出水蒸气。在国际空间站上,这些多余的水蒸气凝结成液体并被回收。但这并不是唯一的水源。
就像氧气一样,水被送到国际空间站。事实上,我们有各种各样的方法向空间站运送补给。俄罗斯有进步号补给船,欧洲航天局有自动运载工具,日本有口碑2号或HTV2火箭。水是航天飞机用来发电的燃料电池的副产品,而且水甚至可以从宇航员的尿液中回收,尿液经过过滤和处理后可以制成饮用水、洗手用水和淋浴用水。水被储存在空间站的袋子和容器里。食物也由宇宙飞船运送到国际空间站。国际空间站有一个厨房,里面有食物准备区、食物加热器和一张供宇航员吃饭的桌子。
国际空间站上的电子设备产生的热量足以使空间站变暖。事实上,要解决的问题是消除多余的热量。所以要有各种各样的方法来均匀地分配热量。温度控制系统采用电加热器、保温管和液氨管(热分配器)来控制内部温度。空间站外部的散热器有助于消除外层空间的热量。
像在地球上生活一样,国际空间站必须保持干净。这在太空中尤其重要,因为漂浮的灰尘和碎片可能构成危险。对于一般的大扫除,宇航员使用各种湿巾(湿的、干的、织物和消毒剂)、洗涤剂和湿/干真空吸尘器来清洁表面、过滤器和他们自己。垃圾被收集在袋子里,装在补给船上,然后返回地球进行处理。厕所里的固体废物经过压缩、干燥和袋装处理后,也会以类似的方式处理。
国际空间站上的消防设施
火是太空中最危险的事物之一。宇航员杰里·朗格尔在和平号空间站停留期间,发生了火灾。索性和平号空间站的工作人员扑灭了大火。国际空间站有一个火灾探测/灭火子系统,包括烟雾探测器、警报和警报、灭火器和便携式呼吸设备。
国际空间站:动力、推进和通信
国际空间站基本上是一个大型航天器。因此,它必须能够在太空中移动,它的机组人员必须与地面控制人员保持通信,它需要电力来完成这些工作。
我们想当然地认为需要用电操控家里的家具。例如,要使用咖啡壶,你只需不假思索地把它插到墙上。就像在你家里一样,国际空间站的所有机载系统都需要电力。八个大型太阳能电池阵列提供来自太阳的电力。每个阵列长239英尺(73米),占地平方英尺(约2247平方米),或约半英亩。每个阵列上都有两层太阳能电池。每一层都位于可伸缩杆的一侧,可伸缩杆能够伸缩折叠或是形成阵列。可伸缩杆形成一个框架,这样它就可以让太阳能电池面对阳光。俄罗斯的太空舱也有80- 97英尺(24- 30米)的太阳能阵列,提供电力[来源:美国宇航局国际空间站的事实和数据]。
就像地球上的电网一样,这些阵列产生的是大约160伏的直流电力。主电源由一个二次变压器转换,提供一个可调节的124伏直流电流,供空间站的设备使用。船上还装有电源转换器,以满足美国和俄罗斯设备所需的不同电流。主电源也被用来给国际空间站的三个镍氢电池充电,当国际空间站经过地球的阴影时,这些电池就会提供电力。
国际空间站在217至285英里(362至475公里)的高度绕地球运行。在这个高度,地球的大气层非常稀薄,但仍然厚到足以拖曳国际空间站并使其减速。当国际空间站减速时,它会降低高度。除了大气阻力外,太阳耀斑还会使空间站减速,导致其降低高度,因此,国际空间站必须定期推进,以保持适当高度。指挥和服务模块有火箭发动机,可以用来推动国际空间站。不过,进步号补给船将提供大部分的补给。每一次助推都需要两个火箭发动机工作。在工作期间,国际空间站的工作暂停。推进之后,空间站的工作生活将恢复正常。
文章来源:《国际研究参考》 网址: http://www.gjyjck.cn/zonghexinwen/2021/0916/1116.html