航天新征程|打造太空家园(3)
设计初期,再生式环控生保系统包括五个子系统:电解制氧子系统、二氧化碳去除子系统、微量有害气体去除子系统、尿处理子系统和水处理子系统。虽然原理简单,但如何从技术到工程突破是一项世界性难题。其中,尿处理系统是让卞强费神多的。
中国航天员中心环控生保室主任 卞强:尿液当中杂质很多,要想提取水,就必须对它进行预处理。预处理后的尿液是一种强酸强氧化性的东西,和它接触的东西都必须耐酸,还要旋转耐磨,这个难度比较大,尿处理系统里面用了一个轴承,就这一个轴承我们整整干了五六年。
记者:如果说这个问题不解决,那它带来的影响又是什么?
中国航天员中心环控生保室主任 卞强:这个产品寿命就会非常短,有的甚至于几百个小时它就坏了,如果说十几天、二十天、几十天就换一个东西的话,你回收回来水的代价还不如你更换这个产品的代价,那就得不偿失了。
太空中的这套装置没有现成产品,国际上也没有经验可以借鉴,团队必须根据自身产品特点自主研发。由于经不起技术上的反复,他们采取了多方案并行的方式,从中选择成功率较大的方案继续推进,直到产品满足使用寿命要求。
空间站尿箱的设计容量为22升,尿液在卫生区经过预处理后,由航天员搬运转移至尿处理系统。
中国航天员中心环控生保室主任卞强:我们有一套系统,尿收满了之后会自动提醒航天员这地方尿箱满了,可以处理了。
记者:22升尿液收集起来了在尿箱里面,它能产生多少饮用水?
中国航天员中心环控生保室主任 卞强:这个效率应该是在83%左右。18公斤,22升的尿液进入这个水箱之后,它要进水处理系统,水处理系统之后,最终的成品水都是装在这个里面,尿的再生水和汗液的再生水是混着的。大概是一箱尿再生水和一箱汗再生水,混成一个软水箱,搬到饮水机那块供航天员日常生活使用,不光是喝。
记者:22升要处理完了,要处理成可食用的纯净水要花多久?
中国航天员中心环控生保室主任 卞强:尿处理系统对这个22升的尿液进行处理的话,大概需要12个小时左右,这只是中水,再用不到12个小时的时间,就会把它处理成纯净水。
让太空家园更宜居
除了保障系统的功能性,环控生保团队也会充分考虑航天员在轨生活的便利和舒适性。
中国航天员中心环控生保室主任 卞强:我们尽量去让航天员有一种家的感觉,设计的时候我们会尽量去参考我们家里面卫生间使用的方式。
记者:我们在地球上是有重力的,你排出来是往下,但是在天上它会飞,你怎么把它给逮起来?
中国航天员中心环控生保室主任 卞强:我们做了一套引流系统,大风量地去吸。