[科普中国]-半闭式系统

半闭式系统是指氧、水回收再生，食物为地面洪应式的半消耗性系统。系统主要包括空气再生和水处理两个重要分系统。食品不与废物处理系统形成闭环。食物来自地面供应废物收集起来返回地面。航天员排出的废气经二氧化碳净化系统处理后与舱内气体分离并加以储存，再经空气再生系统还原为新鲜氧气后供给乘员舱。废水经水/气分离、预先处理、处理及再生系统获得清洁水，供给乘员舱，为航天员提供饮用水和卫生用水。

简介半闭式系统是指氧、水回收再生，食物为地面洪应式的半消耗性系统。系统土要包括空气再生和水处理两个重要分系统。食品不与废物处理系统形成闭环。食物来自地面供应废物收集起来返回地面。航天员排出的废气经二氧化碳净化系统处理后与舱内气体分离并加以储存，再经空气再生系统还原为新鲜氧气后供给乘员舱。废水经水/气分离、预先处理、处理及再生系统获得清洁水，供给乘员舱，为航天员提供饮用水和卫生用水1。

空间站的基本概念空间站又称航天站或轨道站，是一种可供多名航天员长期居住和工作的载人航天器。空间站构型复杂，其规模比一般航天器大得多，通常有密封的居住舱、实验舱、对接过渡舱和非密封的资源舱等。空间站内可以装载不同类型的有效载荷，进行科学实验、技术实验、微重力材料加工和军用武器试验等。空间站在轨道上的运行时间比载人飞船、航天飞机长得多，在地面后勤的支持下，能在轨道上运行数年乃至数十年。

空间站的必备要素要实现空间站的长期载人飞行，必须为航天员及载荷专家提供适宜的舱内环境，包括合适的气体总压、氧分压、空气温度和湿度、通风条件以及进行有害气体的控制等，同时还需为航天员提供食物、饮水并处理掉航天员产生的代谢废物。空间站的环境控制和生命保障技术就是为了保障航天员的身心健康和工作效率而为空间站专门设计的一套功能保障系统。只要有乘员参与飞行，就必须有生命保障技术的支持1。

空间站环境控制和生命保障系统的功能1.对舱内大气总压和氧分压进行控制，乘员舱的总压和氧分压最适宜的标准是地面大气标准；

2.把舱内大气的二氧化碳分压和其他有害气体控制在要求范围内；

3.把舱内大气温度和湿度维持在适宜的范围之内；

4.在舱内维持一定的空气流速，使舱内气体的成分和温湿度较为均匀；

5.为乘员生活及卫生用水提供保障，为航天员配制食品和饮用、卫生及淋浴等供水；

6.为乘员提供营养丰富、适口的食品；

7.收集处理航天员的代谢废物；

8.根据以下要求把舱内微量污染物控制在适当范围之内：

(1)舱内大气污染物不能对航天员生理生化或心理产生明显的有害影响；

(2)不能影响航天员的工作效率，以至影响航天任务的完成；

(3)不能对物理和生物学的实验产生影响，也不得妨碍医务监督2。

空间站环境控制和生命保障技术的发展趋势在载人航天器上，环境控制和生命保障系统占据着极为重要的地位，因为它直接关系到航天员的生命安全及能否完成航天任务。随着载人航天的发展，环境控制和生命保障系统已从早期的完全补给的方式发展成具有一定再生能力的方式，比如在空间站上已实现的水的再生，部分氧的再生以及二氧化碳吸附剂的再生等。随着航天事业的发展，人类需要在太空建造一种永久式的空间站，使航天员能长久地在站内进行各种科学试验、材料加工以及对天对地观测等，甚至于实现月球定居和火星探测等这种长时间的空间飞行如果仍需地面补给的话，将给地面后勤补给系统带来极大的负担，补给发射费用将成为无法承受的巨额开支。新的生保系统应不需要地面进行补给，本身的碳、氧和水能形成一个闭式循环，人体需要的这三种物质在空间站内能循环不止，为航天员提供食物、氧气和水，这便是当前各航天大国都在进行研究的受控生态生保系统。受控生态生保系统是在站内种植一种能在太空环境下生长，却生

长周期短，营养成分高，同时能利用光合作用吸收掉二氧化碳，放出氧气的植物。认为可行的植物有红萍、藻类等低等植物。受控生态生保系统的实现，将使人类的月球定居、建立永久空间站的梦想成为现实3。

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所