天舟十号成功发射,运送6.3吨物资及一套新舱外服。空间站氧气靠电解水制备,电解500升水即可满足3人半年所需,无需担心耗尽。
5月11日8时14分,长征七号遥十一运载火箭在文昌航天发射场点火起飞。约10分钟后,天舟十号货运飞船与火箭成功分离,进入预定轨道。
这是我国第10次天舟货运飞船发射任务,十战十捷。天舟十号此次装载了近6.2吨物资、共计220多件货物,以及700公斤推进剂。
这批物资将用于保障神舟二十三号和神舟二十四号两批航天员乘组的在轨工作生活,以及空间站日常运营维护。
很多人看到6.2吨这个数字,第一反应是“氧气够不够”。其实,空间站的氧气根本不是靠货运飞船运上去的。那点运力,塞牙缝都不够。
真正的方法是电解水。1升水电解释放约600升氧气。500升水,就能产生30万升氧气,刚好满足3名航天员半年的呼吸需求。两个大桶水的量,撑起三个人在天上活半年。
每名航天员每天大约需要550升氧气,电解1升水就能满足1名航天员一整天的呼吸需求。3人团队一天只需要电解3升水。
空间站每天经历16次日出日落,太阳能电池板持续供电,电解水系统24小时不停转。需要多少就产多少,根本不用省着用。
更重要的是安全。运输水比运输氧气安全得多。高压氧气罐存在巨大安全隐患,任何火花都可能导致灾难。运输水完全没有这类风险。
货运飞船带水比带氧气聪明一万倍。用最轻的载荷,解决最重的生活需求,这才是工程学的精髓。
中国空间站配置的再生生保系统,是实现长期在轨任务的关键技术。这套系统主要由电解制氧系统、CO₂去除系统、微量有害气体去除系统、尿处理系统、水处理系统、CO₂还原系统等组成。
简单说,航天员呼出的二氧化碳被收集起来,排出的尿液被净化回收,空气中的水蒸气也被冷凝收集。这些废水经过处理后,一部分变成饮用水,另一部分送去电解制氧。
根据理论设计,3名航天员在轨驻留期间,每日电解耗水、饮用耗水及卫生用水合计约11kg。通过再生生保系统回收,理论上每日再生水量占总需水量的比例(水资源闭合度)可达约80%。
CO₂还原系统启动后,水资源闭合度可进一步提升至90%以上。这意味着绝大部分水都可以循环使用,从地面带上去的水只是补充损耗。
天舟十号还携带了一套新的舱外航天服,与天舟九号运送的两套是同款。至此,空间站上已有3套全新舱外服,全面完成出舱装备的更新换代。
新款“飞天”舱外航天服的使用寿命由原来的“3年15次”提升为“4年20次”。肘关节和膝关节使用了气密轴承,关节寿命、灵活性比第一代显著提高。同时,新款舱外服在设计中进一步考虑到在轨维护的便利性,易损部件出现问题时可以随时在轨更换。
天舟十号将在轨停靠12个月,超过此前历艘货运飞船,创造新的历史纪录。
停靠时间延长能降低任务发射频率、节约空间站运营成本,但对飞船的在轨可靠性提出了更高要求。研制团队从系统功能和平台设备等各方面开展了全面设计和充分验证。
天舟十号还搭载了一些需要低温冷藏保存的生物样品。为了确保样品新鲜度,研制团队设计了一种“小时级”天地速递方案——在货运飞船转运到塔架后,在塔架上进行临射货物安装,将这些样品装入太空冰箱。仅隔几个小时,待飞船与空间站对接后,它们即可被航天员取出使用。
电解水系统、三套舱外服、12个月续航、临射速递……每一项技术背后,都是中国航天走向成熟的印记。
500升水能养活3个人半年,这不是魔法,是再生生保系统的硬实力。国际空间站也在用类似的技术,但中国方案的资源闭合度更高、系统集成度更优。
当国际空间站面临老化退役的困境时,中国空间站正以每年2艘载人飞船、1-2艘货运飞船的节奏稳定运营。天舟十号的“续航”纪录,只是这个节奏中的一步。




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