什么是一个生命支持系统？(a life support system?)
航天器上的生命支持系统涉及旨在模拟地球上生活条件的技术。这包括人类基本生存所必需的系统，如足够的大气压力，宇宙射线对健康威胁所必需的辐射屏蔽，以及人工重力，以尽量减少长期太空任务中的骨密度损失和肌肉萎缩。生命支持系统的其他基本要素包括回收空气和水的能力，维持人类舒适的最佳热量和湿度，以及食物储存和废物处理系统。
国际空间站（ISS）上的环境控制和生命支持系统（ECLSS）提供了一个很好的生命支持系统的模型，在不久的将来，任何长时间的载人航天器旅程，如人类的火星之旅，都需要对其进行调整。ECLSS的主要功能是净化国际空间站上的空气中的微粒、微生物和不需要的气体，如设备或货物所排放的呼出的二氧化碳和挥发性有机化合物。该系统还保持适当的大气压力和水蒸气水平，这有利于整个空间站的统一温度和压力。水也被ECLSS净化了，同时它还能为呼吸提供新鲜的氧气。
虽然ECLSS使用的生命支持系统是可靠和耐用的，但它并不是完全自足的。空间站上的大部分水被多次回收和再利用，包括作为氧气生成的来源，但空间站仍然必须定期供水。这部分是由于水被分解以产生氧气，而在电解过程中产生的氢气被排放到太空。目前正在研究开发一个二氧化碳还原组件（CReA），它将使废氢与船员呼出的二氧化碳发生反应，以产生淡水和甲烷燃料。
长时间的深空旅行，可能需要几个月到几年的时间，将需要一个完全自给自足的封闭式生态系统。这方面的主要组成部分之一将是一种能源形式，它比国际空间站用来分解水和净化水，以及为空间站提供热、光和电的电源模块（PSM）更耐用。也不可能从一开始就携带这种旅行所需的所有水和空气，将需要再生设备来制造途中的清洁水和空气。
建立一个可行的主要生命支持系统来供应食物、空气和水的方法之一是通过美国国家航空和航天局（NASA）赞助的生物圈和火星上的地球（MoE）项目。他们试图模拟一个完全与外界补给隔离的环境中的生活条件。从这项研究中创建的一个高效的基于植物的生命支持系统可以净化空气和水，并成为食物来源。NASA认为在其高级生命支持项目（ALS）中需要解决六个关键的生命支持要素。其中包括处理提供基本的清洁食物、水和空气，以及处理生物质、热能和废物的物流问题。
由于辐射、失重和船员的心理隔离，人类太空飞行的长期影响也可能是有害的。船上的屏蔽装置可以保护船员免受太空中的一些辐射。当航天器向目的地移动时，在其中心轴上旋转也可以沿其外体产生一个模拟的重力水平，这是由于向心加速度的影响。
俄罗斯宇航员在环绕地球的空间站上拥有最丰富的隔离经验。2002年，他们进行了一项名为 "空间站国际人员飞行模拟"（SFINCSS）的实验，志愿者们轮流在一个封闭的空间里生活了八个月。在俄罗斯和平号空间站执行长期任务的历史也被视为非常宝贵的医疗和心理数据。它可能被证明对准备任何船员在一年半的火星任务中可能遇到的影响至关重要。
- 发表于 2022-02-10 14:48
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- 分类：科学
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