出品| 新浪科技《科学大家》、墨子沙龙
撰文| 刘红 “月宫一号”总设计师、首席科学家,国际宇航科学院院士,北京航空航天大学生物与医学工程学院教授目前,太空探索正如火如荼,各航天大国都有载人航天计划,目的就是要把人类送到太空去。人类要进入太空,首先得了解太空。人在太空中是没办法生存的,不只是因为真空环境,另外还有很强的宇宙射线。当太阳照射到物体表面的时候,温度可能高达到一两百度甚至更高;温度低的时候可能低至零下七八十度,甚至更低。在这样的环境,不采取措施人类是没法生存的。
人类如何实现在太空中长期生存?
人类在太空如何能够生存下来呢?首先要有一个密闭舱的系统,这个密闭舱系统要能够很好的防辐射,并在里面制造一个合适的空气压力,什么叫合适?就像地球的大气压就是合适的。还要有合适的温度湿度, 60%左右的湿度是比较合适的,我们制造了合适的湿度,然后在里面还要制造空气流速,这个是非常重要的。那问题来了,在家不开风扇的时候,我们也活的挺好的,为什么要在太空中要制造合适的空气流速呢?因为在太空中微重力的条件下,空气不对流,如果不人为的搅动空气,空气是静止的,完全靠浓度的差异来进行对流,速度是很慢的。如果这样,待在一个地方不动就会被憋死,因为头部周围的二氧化碳浓度会特别高,从而导致二氧化碳中毒,所以空气的流速是很重要的。
太空舱是一个封闭的系统,空气污染物很容易累积。密闭舱里有很多材料,这些材料会产生很多污染物,这类污染物占一大部分,也有很多污染物来源于人类自身。我们人在活着的过程中,每时每刻都在释放污染物,大概有两三百种,人在密闭舱系统里会把自己毒死,所以一定要进行空气净化。
人类如何实现太空长期生存
上图中,蓝的一圈是环境保障,有了环境保障我们在这里大概能够待一段时间,但是待不长。因为我们还缺很多物质,就是里面绿的这一圈,它会提供人活着需要的空气、食物、水,并把产生的废物进行有效的处理和处置,这套系统叫物质条件保障系统。有了环境、物质,我们在里面可以活下来了。但是因为太空跟地面差别很大,重力有区别,辐射会更强,还有封闭的环境比较狭窄,我们可能会郁闷,甚至会抑郁,所以我们还要解决人的生理、心理健康调控的问题。
三大系统保障太空中人类的安全
这样我们就构成三大系统:舱室环境控制系统、生命保障系统、健康保障系统。我们团队研究的主题就是