78%的空气再生
通过电解的方式,水还能产生氧气,空间站内的氧气就是这样产生的。以往,俄罗斯的Elektron系统是空间站内制氧的主要手段。2007年7月13日开始工作的美国“氧气生成系统”成为空间站的制氧“新手”。使空间站78%的氧气实现再生。
美国氧气生成系统
空间站内产生的二氧化碳通过俄罗斯的Vozdukh系统或美国的“二氧化碳清除组件”被去除。“二氧化碳清除组件”其实是一种沸石分子过滤筛,先吸附二氧化碳,然后将其排到空间站外。
一种由私人投资研发的萨巴蒂尔反应器将应用到空间站上,能更好地实现二氧化碳的再利用循环。这种二氧化碳减少处理设备能从二氧化碳和氢气中生产水和甲烷。萨巴蒂尔反应器将被安装在美国“氧气生成系统”的支架上,能够从“二氧化碳清除组件”直接获得二氧化碳,从“氧气生成系统”直接获得氢气。这种反应器一旦投入使用,将能减少由航天飞机和货运飞船提供的水量。结合萨巴蒂尔反应器,空间站上的“环境控制和生命支持系统”能够实现大约85%的空气和水的自给自足。萨巴蒂尔反应器产生的甲烷废气会被排到太空中,不过,研究人员认为,甲烷能够作为火箭燃料,或许将用于未来飞往月球或火星的任务中。
为了与地球环境更加相似,并减少站内着火的危险,空间站大气中混合了少量氮气,这些氮气通过航天飞机或货运飞船运到空间站上。
由于要保证航天员的健康和安全,因此需要定期监控空间站内的空气和饮用水质量。主要构成分析仪就是从事空气质量监测工作的首要仪器,它是一种质量分光计,不断地从空间站美国舱段内的多处地方进行采样,确定其中氧气、氮气、二氧化碳、水蒸气、甲烷和氢气所占的比例。踪迹污染物控制组件则负责清除由设备产生的废气中的大气化学成分,从而保证使这些污染物维持在安全水平之内。“水还原系统”中的电导率传感器和总有机碳分析仪负责监测饮用水纯度。总有机碳分析仪能测量有机碳和无机碳的数量,以及空间站水样本中的PH值和电导率,采样试验装置还用于测量空气和水中的微生物杂质。
与我们的地球相似,国际空间站也有空气和水的再生回路,主要包括水的再生和处理、氧气生成、二氧化碳的清除,以及水和大气质量监测。