第四百九十四章再生式生命保障係統
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載人航天工程,共涉及到八大係統,分別是航天員係統、空間應用係統、載人飛船係統、運載火箭係統、發射場係統、測控通信係統、著陸場係統、空間實驗室。
航天員係統的主要任務是選拔航天員,對航天員進行基礎理論學習、體質訓練、航天環境適應性訓練等9大類百餘項的科目訓練,並在訓練和載人飛行任務實施過程中,對航天員實施醫學監督和醫學保障,以維護航天員身心健康。
這其中有兩個核心,一個是位於京城航天城內的華夏航天員科研訓練中心,一個就是剛建成沒多久的九龍航天員科研訓練中心。這兩座航天員科研訓練中心是從事載人航天領域中有有關航天醫學、航天環境控製與生命保障技術研究以及相關船載產品研製的綜合性研究機構。
空間應用係統主要包括空間對地觀測和空間科研研究兩個方麵,主要任務是利用載人飛船的空間實驗支持能力開展各項科學實驗和應用研究。空間應用係統有著很強的實用性,它與人們的生活、環境息息相關,在對地觀測、地球環境監測、空間天文、空間環境、空間生命科學、空間材料科學和微重力流體物理實驗等多個領域開展實驗和研究工作。
載人飛船係統的主要任務就是研製載人飛船、航天飛機。載人飛船、航天飛機由結構與機構、製導導航與控製、熱控、電源、測控與通信、數據管理、著陸回收、環境控製與生命保障、推進、儀表照明、應急救生、航天員、有效載荷共13個分係統組成。
運載火箭係統,顧名思義是用來發射載人飛船或者航天飛機的運載火箭,由箭體結構、動力裝置、控製、推進劑利用、故障檢測處理、逃逸救生、遙測、外測安全、地麵設備和附加係統共10個分係統組成。
發射場,也就是載人航天發射場,其主要任務是運載火箭和飛船的測試發射,為有效載荷提供測試發射條件,為航天員提供發射前生活、醫監醫保和鍛煉設施,具有待發段緊急撤離和零高度逃逸救生的判斷、控製和指揮能力,完成運載火箭上升段的跟蹤測量和安全控製,提供發射場區的氣象和各種後勤保障。
測控通信係統則是對飛船和其他航天器飛行狀態進行跟蹤測量、控製其運動和工作狀態以及實現天地通信的專用係統。這一係統能及時了解飛船、航天器和運載火箭的空間位置、姿態狀況、各分係統工作的基本狀態以及航天員的情況,根據出現的情況和問題及時作出分析判斷和決策,保證飛船及航天器和運載火箭飛行試驗預定目標的順利實現。
著陸場係統是飛船飛行的終點和航天員成功返回的起點,承擔著航天器回收和航天員救援的重任,在載人航天工程中具有決定成敗的重要地位。著陸場係統的主要任務是負責對飛船再入的捕獲、跟蹤和測量,搜索回收返回艙,並對航天員返回後進行醫監醫保、醫療救護。
空間實驗室是設立在太空的用於開展各類空間科學實驗的實驗室。空間實驗室的建設過程是先發射無人空間實驗室,而後再用運載火箭將載人飛船送入太空,與停留在軌道上的實驗室交會對接,航天員從飛船的附加段進入空間實驗室,開展工作。航天員的生活必需品和工作所需的材料、設備均由飛船運送,載人飛船停靠在實驗室外邊,作為應急救生飛船,可隨時載航天員返回地麵。
載人航天生命係統,又叫作載人航天器生命保障係統,是維持載人航天器密閉艙內大氣環境,保障航天員安全、生活和工作的綜合設備。它除包括壓力、溫度、濕度、供氣和空氣分配等環境控製係統外,還設有航天員係統,即航天員的飲食、休息、睡眠、排泄等日常生活保障係統。
自從1961年蘇聯航天員加加林乘坐‘東方1號’飛船進入宇宙空間,航天任務的內容不斷擴展,續航時間增長,航天員不僅要長時間在艙內工作,而且還要出艙活動,在空間行走,直至登月探索。
而到了目前為止,不管是明年要退役的國際空間站,還是華夏的‘天宮’空間站,都能滿足多名航天員長時間在空間站生活、工作。
但是生命係統依舊還有巨大的改進空間,比如想要讓更多的航天員在空間站或者在月球生活、工作,那麽依靠著現有的生命係統絕對是不夠的。
再生式生命保障係統,則是成了目前人類實現中、長期載人飛行最核心的關鍵技術。它可以實現氧氣、水和食物的部分或全部循環再生。
而再生式生命保障係統,又分為物理化學再生式生命保障係統和生物再生生命保障係統。
而劉一辰選擇攻略的,則是生物再生生命保障係統,它是基於生態係統原理,將生物技術與工程控製技術有機幾何,所構建的由植物、動物、微生物組成的人工生態係統。
人類生活所需物質在係統內循環再生,從而為人類提供類似地球生態環境的生命保障。生物再生生命保障係統就特別適合於人類長時間遠距離空間飛行和地外星球探測任務。
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在月球上建立‘月宮’科考站,目標可不是生活幾個航天員,而是要生活幾千個上萬個航天員或者其他科學家、工程師。
自然而然,生物再生生命保障係統,比生物化學再生式生命保障係統要合適。
此次的生物再生生命保障係統涉及到了23所高校、35個科研機構總共1800名研究員、工程師,科研經費多達2500億元,也意味著人均科研經費達到了1.39億元。
當然,生物再生生命保障係統隻是一部分,想要真正實現長時間在太空環境或者月球低重力環境,其實還有一個非常重要的部分要去解決,那就是關於引力!
引力,是自然界中最普遍的力,人類對於它的發現與研究已有三百多年曆史,但是這麽長時間的研究,對為什麽產生引力始終沒有給出一個詳細的解釋。
近代物理,也就是廣義相對論,認為萬有引力是由於時空彎曲而產生。
當然,對於此也始終無法得到真正的認可,人們在關於引力如何產生至今都是在探索。
而一旦對於這個命題的解決,就可以認為的製造引力或者製造反重力!
製造引力,可以讓航天器內的環境如同地球一般,可以讓航天員幾年甚至幾十年一直在航天器中生活、工作,回到地球也無需繁瑣的醫療檢測和長時間的健康恢複,可以頻繁往返太空與地球。這是可以解決航天員長時間在太空或者低重力星球工作、生活的唯一途徑。
而反重力,自然而然也具備著巨大的作用,比如反重力可以節省大量的燃料、能源。
而關於引力的研究,也是有專門的團隊在研究著。