“神舟五号飞行中,环境控制与生命保障系统只能算是进行了试验,这一次神舟六号任务才是环控生保系统的真正使用。”神舟六号飞船环控生保分系统原主任设计师傅岚在接受记者采访时说,“我们的任务,就是竭力为航天员打造更舒适的生活空间。”
人类要想脱离地球探索外层空间,必须设法创造一个人类可以在太空生存的小环境。太空舱内的环境控制与生命保障系统,不但是载人航天器上最具载人特色的一个重要系统,而且直接关系到航天员的身体健康、工作效率和生命安全。
舱内的空气比地面还好
当杨利伟乘坐神舟五号飞船从太空返回时,他说:“舱内的空气比地面还好。”
傅岚说, 神舟六号和神舟五号采用了同样的供气体调压系统,氧气、氮气由高压钢瓶携带上飞船,通过控制阀进行释放,使得舱内气体成分大致和地面一致。
神舟六号飞船共带了50公斤左右的氧气,不仅可以满足两名航天员多天的需要,还可用于应急状态时使用。由于高压钢瓶装载高压的大气,需要承受210个大气压的压力,所以研制难度较大,一只钢瓶的造价大约为5万元人民币。傅岚说,万一飞船在返回时落在海上,在返回舱内还有一套应急系统可以产生供航天员使用24小时的氧气,并吸收二氧化碳,确保航天员不会缺氧。
在保持空气中充足氧气的同时,飞船内部还采用了先进的通风净化系统,可以将空气中各种灰尘杂质及时清除,使空气质量始终保持在优良等级以上。
温度湿度令人感到舒适
通过温湿度控制系统,神舟六号返回舱温度将控制在17℃到25℃之间,相对湿度控制在30%到70%之间。
“这是令人感到相当舒适的环境。”傅岚说,舱内温度主要依靠专用空调进行控制。空调的工作情况,根据航天员的活动量、飞船受太阳照射程度的变化而自动进行调整。即便是在飞船返回时,飞船外表因与大气的激烈摩擦而达到数千摄氏度,返回舱内仍保持在25℃左右。
相比于温度的控制,对湿度的控制要困难得多。傅岚介绍说,在太空中每名航天员每天通过呼吸、排汗等正常代谢,大约产生1.8公斤左右的水汽。在失重环境下,这些水汽悬浮在空气中。如果不尽快回收,不仅使航天员难以忍受,危及到生命,而且可能使电气设备受潮引起短路。神舟六号飞船是利用水的毛细现象,采用了一种吸附孔隔膜,通过施加一定的压力让空气通过,而水则被吸附下来。将这种隔膜应用于空气循环系统之中,就可以将空气中的水汽有效过滤,使飞船内的湿度保持在相对稳定的水平。
吃喝拉撒设施一应俱全
为了使航天员在太空中吃得更好,除了使食品的口味和种类符合航天员的个人喜好外,还必须创造一个与地球上类似的就餐环境,这样才有利于调动航天员的食欲。傅岚介绍说,神舟六号航天员就餐时将食品放在具有磁性吸附作用的餐盘中,使用刀叉进行进餐。在太空中,航天员可以使用食品加热器对食品进行加热,一般进行30分钟左右的加热后,航天员就可以吃上热的饭菜了。
“航天员喝水实际上不是喝,而是将水射到嘴里的。”傅岚说,由于飞船中的气压要小于地面上,所以航天员用自己的嘴根本吸不动液体。饮水时,航天员通过一根铅笔一般粗细的吸管将嘴与饮料容器联结起来,通过气泵加以一定的压力,这样饮料就可以源源不断地射进航天员的嘴里。
航天员在太空中的大小便采用了大小便收集系统。“这是一个相当于吸尘器的系统。”傅岚介绍说,系统有两根塑料软管分别用来对准航天员大小便的排泄器官。在航天员使用时,系统通过吸气,将排泄物收集起来,液体和固体分别保存处理。为了防止大小便产生的气味污染环境,塑料软管在与人体接触时,可以起到很好的密封作用。同时,系统中还使用了活性炭作为除臭吸附剂。
为了尽可能减少航天员的工作量,飞船环控生保系统的工作主要通过自动控制来进行。傅岚说,“这个系统完全是为人服务的,如果没有人,就不需要这个系统。让航天员生活得舒服些,是我们不懈追求的目标。”

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vincent_nk
沙发
新华社北京10月15日电(记者 奚启新 李宣良)“看到费俊龙和聂海胜在返回舱内神态自若地写字、喝水、吃东西,我感到很欣慰。”
2006-05-13 16:23:13
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vincent_nk
板凳
高大空间的空调洁净技术是垂直厂房满足火箭、飞船测试要求的关键技术。在3500立方米高大空间里满足箭船发射前对检测环境洁净度近乎苛刻要求的“洁净分层空调净化技术”,无论是理论研究还是实际应用中,当时在国内外还不多见。科技人员运用计算机仿真计算,进行多方案比较,终于掌握了洁净分层空调净化关键技术,设计出了一套功能全、投资少、运行成本低的新技术方案。评审专家一致认为这一技术的设计实践和理论研究,填补了国际上洁净空调领域的空白,在国内外均属首创。
2006-05-13 16:21:13
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加载更多说这话的,是神舟飞船环境控制与生命保障分系统的原主任设计师傅岚,一个高高瘦瘦、白白净净的中年男人。
神舟六号升空几天来,傅岚一直在观察费俊龙、聂海胜的一举一动。因为正是傅岚和他的同事们,为费俊龙和聂海胜提供了一个安全有效的环境控制与生命保障系统,成为航天员的“守护神”。
傅岚说:“在神舟五号任务中,我们的系统牛刀小试。神舟六号才是对我们的全方位考验。”
实际上,对傅岚的考验早在神舟一号飞船上天之前就开始了。
1995年,在德国攻读空气动力学博士学位的傅岚,收到了一封寄自中国航天医学工程研究所的信。来信告诉他,中国载人航天工程中的环境控制与生命保障系统的研究已进入攻关阶段,急需人才。信中流露出希望他尽快回国的想法。
傅岚彻夜难眠。如果马上回国,就要放弃学业和博士学位;可是祖国的召唤和自己从小就藏在心里的飞天梦又在那么强烈地吸引着他……
几天后,傅岚出现在北京郊区一间简陋的办公室里,开始了在太空舱内建立人工环境的研究。要在飞船狭小、密闭的空间内创造一个与地球表面接近的环境,并在失重条件下保障航天员的正常生活和生命安全,可不是件容易的事。
航天员在太空中每人每天需要吸收0.9公斤氧气,排出1.0公斤二氧化碳;每人每天需要2.5升水,排出近1.6公斤尿液;每人每天需要大约0.6公斤食物,排泄0.6公斤废物。氧气、水、食物怎样供应,废物、废水、废气怎样回收、处理?航天员怎样吃、吃什么,怎样喝、喝什么?怎样刷牙、盥洗、排泄才能不到处飞沫?这些问题都要在这个人工环境里一一想到,并找到科学的答案和技术处理手段。
水汽的处理和回收,是傅岚和同事们遇到的一块“难啃的骨头”。人的呼吸、排汗等正常代谢,每天可产生大约1.8公斤水汽,这些水汽会在飞船舱壁、仪表等部位凝上一层霜雾,使电气设备受潮引发短路,影响设备的正常运转。而且,在失重状态下,这些水汽还会冷凝成水珠,在密封狭小的舱内飘动,一旦被航天员吸入鼻腔,就会危及航天员的生命安全。必须将冷凝水吸附住不让它飘动,并收集、贮存起来。
经过无数次模拟试验,傅岚和同事们终于找到了用毛细原理收集冷凝水的方法。这就是,研制一种有效的吸水材料,让它表面不但亲水,而且内部还充满小孔,这样就能充分利用它表面的张力,不需要任何动力就能把水收集起来。
供氧系统是航天员的“生命线”,为了保证这条生命通道绝对安全、绝对洁净,从设备研制到系统安装,傅岚不放过任何一个细节,直到完全满意才放心。在密闭的太空舱里,一旦有害气体达到一定的浓度,就会危及航天员的生命安全。怎么处理航天员排泄的二氧化碳、尿等废弃物产生的有害气体?他们研制出了一套全新的、符合高标准要求的气体净化装置。
为了考核系统的各项功能,确保航天员的生命安全,这些设计太空生命保障系统的设计师们又做起了“第一个吃螃蟹的人”。傅岚带着科技人员进行模拟飞船运行全过程的系统性能试验,设计人员将自己关进密闭试验舱内3天3夜,直到确认舱内环境高质量、高可靠、高安全才罢休。
两年前,当杨利伟乘坐神舟五号飞船返回舱平安归来时,他说:“舱内的空气比地面还好。”傅岚说:“这是对我最大的奖赏。”
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航天员在升空、返回和遇到紧急情况时,必须穿上10公斤重的航天服。“航天服不是简单的服装,它实质上是航天员的人防’);">防护系统。”中国航天员中心航天服工程研究室主任李潭秋在接受记者采访时说,“在飞船出现意外情况时,航天服将成为保护航天员生命安全的最后防线。”
由于太空不具备空气、温度、水等人类生存所必须的条件,所以对航天员来说,将自己的身体直接暴露在太空中是极其危险的。神舟六号飞船的外壳是用金属、玻璃、工程塑料和复合材料制成的,舱内有环境控制与生命保障系统,为航天员提供了密闭的类似地面的人工环境。
李潭秋说,如果航天员想离开航天器到舱外活动,或者飞船发生故障失去密封性,这时航天员就需要人工保护层———航天服。如果没有航天服的保护,暴露在太空中的航天员连1分钟也活不了。
航天服是航天员必备的人防’);">防护救生装备。李潭秋介绍说,航天服分为舱内航天服和舱外航天服两种。舱内航天服是航天飞行中航天器出现压力应急时,航天员不出舱,在舱内穿着的航天服;舱外航天服是航天员离开航天器,进行舱外活动或太空行走,人体暴露于宇宙空间时所使用的航天服。前者结构和系统比较简单,后者则要复杂得多。
李潭秋说,由于搭乘神舟六号的两名航天员没有出舱活动的任务,因此他们只配备了舱内航天服及配套装置。
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