生命保障
轨道器要为你提供一个类似于地球的环境:适于呼吸的空气、丰富的食物、饮用水以及一个适宜的温度。在轨道器里生活,我们要能处理掉身体排出的废弃物(二氧化碳、尿、粪便等),还要保护自己不受火灾。下面让我们详细了解这些形形色色的生命保障系统。
大气控制、供给、循环系统
在轨道器里你需要以下一些条件
・与地球类似的大气
・呼出的二氧化碳的处理
・废气处理
・正常湿度的环境
我们呼吸的大气其实上是由混合气体组成的:78%氮气、21%氧气、1%的其他气体。一个标准大气压的压强值为14磅/平方英寸。航天飞机也要提供一个与其类似的大气环境。为了实现这个目的,液氧和液氮被带上太空梭,它们被装入两个高压储箱中。储箱被置于中部舱,每个系统由两个储箱,共计四个。这些液氧液氮储箱将气体以准确的比例混合,并使其达到一个正常大气气压值。在轨工作期间,只有一个氧气系统和一个氮气系统工作,但在发射和着陆阶段,所有的这些系统都被启动。
大气层由五层组成。环绕气体由二氧化碳、热、水分组成:
・二氧化碳过滤器在锂氢化物反应作用下传输二氧化碳。这些过滤器安装在驾驶舱低层甲板上,12小时更换一次。
・过滤器和碳过滤器从排气装置排放跟踪气味,灰尘和挥发性化学制品。
・低层甲板热交换器冷却空气浓缩水分。容器中的水和空气被传输到分离器,此分离器利用离心力把水和空气分开。空气被再循环,水进入废水罐。
水
包括空气在内,水在人造卫星上是最重要的。在太空船的燃料电池中水由液氢和液氧产生。燃料电池每小时可以产生25磅(11千克)的水。燃料电池产生的水通过氢气分离器消除任何阻塞的氢气。过剩的氢气被倒出舱外。水被储存在4个低层甲板储藏罐里。每个罐子可装165磅(75千克)。储水罐由氖气加压以便水可以流到中层甲板供成员使用。饮用水被过滤去除微生物,被加热或冷却通过各种热转换器以供使用(食物储备、消耗、个人卫生)。由燃料电池生产的剩余的水传送到废水罐随后排到舱外。
温度控制
外层空间是极度寒冷的环境而且温度将在人造卫星不同的部分剧烈的改变。也许你认为加热人造卫星是一个问题。然而,电子设备产生比飞船所需的热更多的热量。问题在于释放过剩的热量。因此温度控制系统必须有两个主要功能:
・在人造卫星上分配所需的热(机身中部和尾部)以便使重要系统在寒冷的空间里不会冻住
・释放多余的热
为了实现这个,太空船有两种方法来处理温度控制:
・被动方法――一般是操作小热量载荷,要求低维护。
* 绝缘材料(表面层)、表面涂层、油漆――通过各种绝缘元件来减少热量损失,就像你的房间绝缘。
* 电加热器――用电加热线圈来加热各个部分,就像烤面包机。
・主动方法――更为复杂是用液体来处理多热量载荷,要求可维护。
* 冷金属板――金属板收集热量通过直接与设备接触或传导
* 热交换器――用液体从设备收集热。设备通过氟里昂对液体(水、氨水) 放热
* 泵、管线、阀门――将收集的热从一个地方传送到其他地方。
* 散热器――安装在货舱架门内表面来释放收集的热到外面。
* 蒸发器/氨水锅炉――这些装置安装在尾部,用氟里昂将热传送到舱外,当货舱门关闭或货舱门散热器超载时。
・蒸发器
1. 氟里昂冷却线圈缠在内层中心。
2. 蒸发器向加热中心喷水。
3. 水蒸发释放热。
4. 水蒸气被释放到舱外。
・氨水锅炉
1. 氟里昂冷却线圈通过氨水加压容器。
2. 热量通过氟里昂释放引起氨水沸腾。
3. 氨水蒸汽被排放到舱外。
热交换器也控制温度舱。它用循环冷水来转移多余的热(船舱的空气也用于冷却电子设备)并且把热传递到氟里昂交换器。氟里昂传送热量到人造卫星其他系统(如,低温气体罐,液压系统)并释放多余的热到外层空间。
照明
人造卫星有内部荧光探照灯为成员舱照明。人造卫星有外部探照灯为货舱照明。最终,控制板被照亮为了更好的观察。
食物
食物储存在乘员舱的中层甲板。食物以几种形式得来(脱水、低湿度、热稳定、光照、天然和新鲜)。人造卫星有狭长的厨房设计沿着舱口处,此处安装以下设备:
・食物储存舱
・食物加热器
・安装冷热水的食物准备区
・金属托盘,以至食物和器具不会飘走
垃圾处理
如任何家庭,人造卫星必须保持清洁,特别是在宇宙中当漂浮垃圾和碎片会造成危险。垃圾由清洁、吃饭、工作和个人卫生制造。为了一般的清洁,各种的擦拭(湿的、干的、清洁剂和消毒剂),清洁剂,和湿/干吸尘器被用来清洁表面、过滤器和宇航员。垃圾被分为湿垃圾包和干垃圾包,湿垃圾包被放在传递水的蒸发器上。所有的垃圾包被储存在低层甲板以便回到地球后处理。厕所的固体垃圾被压实,干燥并储存在包里以便回到地球后处理(燃烧)。厕所的液体垃圾流入废水罐并排到舱外。
防火保护
火在太空中是最危险的事故之一。人造卫星有火报警器和防御子系统由以下构成:
・每一层的区域烟报警器
・每一个电子设备的烟报警器
・每一个舱的警告灯
・无毒便携式灭火器(主要是二氧化碳)
・单人呼吸设备――面罩和氧气瓶将过滤有毒物质