環境控制與生命保障（簡稱“環控生保”）是任何載人航天器必備的系統，是實現載人航天必須突破的關鍵技術。從神舟飛船出征太空到中國空間站筑夢寰宇，環控生保系統直接保障著航天員在軌生命安全，更實現了由“補給式”向“再生式”的重大跨越。這個“以人為本”的系統，在空間站運行中發揮了怎樣的作用？
【資料圖】
資源再生，生生不息
為了讓航天員在空間站擁有“感覺良好”的體驗，空間站的環控生保系統首先得具備載人不可或缺的保障條件，那就是從神舟飛船任務開始便立下汗馬功勞的環控基礎功能，主要包括航天員活動區的環境控制，如艙內的供氣調壓（大氣總壓、氧含量）、通風凈化（風速流場、二氧化碳及各種微量有害氣體濃度、大氣潔凈度）以及溫濕度控制等，還包括生活起居必備的臥室、衛生間、生活用水及排泄廢棄物的收集管理等生命保障功能。同時，艙內還進行了大量降噪優化工作，通過加吸音罩、隔聲板、隔振器、減震墊等措施，給航天員營造了安靜舒適的良好環境。
航天員佩戴降噪無線耳機開展工作。
不僅如此，從載人航天器的發展過程來看，建造空間站，使航天員在空間站密封艙內長期駐留，進行各種空間科學實（試）驗活動是國際載人航天發展的共識，要達成這一目標，最關鍵核心的技術就是物理化學再生式環控生保（簡稱“再生生保”）技術。神舟飛船和空間實驗室采用的是非再生生保技術，而為了實現我國空間站長期經濟運行和航天員長期駐留的目標，讓水和氧氣等資源可以循環利用，工程開展了再生生保技術這項關鍵技術驗證，并成功投入使用。
我國空間站的再生式環控生保系統是在密封艙內建立一個類似地球環境的可循環系統，通過冷凝干燥組件收集航天員的汗液和呼出的水汽，凈化為可供飲用的再生水，尿液也能收集處理為可飲用的純凈水；通過電解制氧系統利用循環水電解制氧；將艙內收集起來的二氧化碳和電解水產生的氫氣反應，再次獲得水。當前，該系統包括6個再生子系統，即電解制氧子系統、二氧化碳去除子系統、微量有害氣體去除子系統、尿處理子系統、水處理子系統和二氧化碳還原子系統。
空間站再生生保系統構成。
在空間站關鍵技術驗證階段歷次載人飛行任務中，再生生保系統通過前5個子系統的運行，實現了空間站氧氣、水等資源的再生利用，使水資源的物質閉合度超過了80%。神舟十四號航天員乘組進駐空間站后，三名航天員在地面人員的配合下，完成了天舟四號上行攜帶的二氧化碳還原子系統的組裝和測試工作。
航天員檢查二氧化碳還原子系統中水箱的轉化狀態，并將水箱接到處理系統進行凈化，最終生成純凈的再生水。
二氧化碳還原子系統能將航天員呼吸產生的二氧化碳進一步重新利用，并作用于空間站。通過該系統的穩定運行，空間站內每天可多回收一公斤左右的水，使水資源的物質閉合度提高到90%以上。也就是說，在軌航天員的飲用水已有90%以上都通過再生水產生，僅有不到10%由地面通過貨運飛船上行補給。
環控生保系統的技術發展始終瞄準物質閉合度的進一步提升，科研人員正在進行新一代物化再生技術的研究，例如從尿處理系統產生的尿殘液當中來進一步提取水，將水分進一步回收，提高水資源的物質閉合度；未來還會利用新的技術，如生物再生式技術，實現食物再生，達到更高的環控生保技術水平，從而最大限度地實現空間站物資的循環使用。
航天員操作尿液處理子系統所需的鈣去除組件。
珠聯璧合，高效融合
再生生保系統保障航天員在太空健康飲水。
神舟十四號航天員乘組近期完成了問天實驗艙內環控生保系統在軌組裝設備的安裝和測試工作。問天實驗艙作為天和核心艙的備份，在空間站日常運行中配合核心艙統一管理與控制整個空間站的載人環境，其中就包括了再生生保功能。核心艙與問天艙兩艙對接形成組合體，達到了珠聯璧合、高效融合的效果，既能發揮“定海神針”般的雙保險作用，也為空間站未來可靠運行打下堅實的基礎。
此外，問天實驗艙作為空間站的第一個實驗艙，將開展大量科學實驗，環控生保系統將為這些實驗添磚加瓦，提供實驗所需的真空資源保障、廢氣排放等。
問天實驗艙氣閘艙內部。
有了環控生保系統這層生命“守護傘”，航天員才能在空間站開展物資搬運、生活環境布置、空間科學實驗等一系列工作，從而打造更加合理、寬敞且舒適的“太空家園”，以適應未來更加長期的載人空間飛行任務需要。
（來源：中國航天員科研訓練中心）
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