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国际空间站舱内空气温湿度控制技术综述

2013-12-21卜珺珺杨晓林

航天器环境工程 2013年1期

卜珺珺,曹 军,杨晓林

(兰州空间技术物理研究所,兰州 730000)

0 引言

2011年6月1 日,随着“奋进号”航天飞机执行STS-134任务的结束,历时近13年的国际空间站建设正式竣工。由数十个舱段组成的国际空间站,是人类历史上最大的一个载人空间飞行器。各舱段由16个成员国分工协作完成,其中的环控生保系统(Environmental Control and Life Support System,ECLSS)主要由美国、俄罗斯、欧洲空间局及日本负责研制。

载人航天器舱内空气温湿度控制(Temperature and Humidity Control,THC)子系统是环控生保系统的一个重要分系统,用以确保航天员在舒适的环境中工作和生活[1]。舱内的热源主要来源于设备的产热及人体的代谢热;而湿度主要来源于人的呼吸作用及排汗。据统计,平均每人每天通过呼吸和排汗的方式所排出的水量为1800 g。载人航天器的温湿度控制技术一般采用冷凝除湿的方法实现,称为主动除湿;也有采用活性炭、分子筛吸附方式进行降温除湿,又称为被动除湿[2]。

本文对国际空间站舱内温湿度控制技术进行跟踪研究,并特别分析了美国NASA 近年来研制的新型多孔渗水冷凝干燥器相关技术,在此基础上指出了未来冷凝干燥器(Condensing Heat Exchanger,CHX)的发展方向。

1 国际空间站各舱段温湿度控制子系统

环控生保系统包含多项功能,如气体供给及控制、气体再生、温湿度控制、火灾检测与灭火、水循环再生、废水管理等[3],NASA 把航天员出舱活动的生命保障支持也纳入环控生保系统范畴[4]。环控生保系统的各项功能由多个子系统分别承担,这些子系统并非孤立的,而是彼此之间存在多重交叉及联系,如图1所示。……

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