中国空间站检出72种有害气体! 天宫运行已超3年: 危害究竟有多大？

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天宫空间站从第一个舱段发射至今已经超过3年，一直以来运行非常平稳，然而在近期国内顶尖学术期刊《航天控制工程》的一篇论文中却披露，天宫空间站内已检测出72种有害气体，然而距离设计寿命期还有12年，这些气体对长期运行到底有多大危害？

中国空间站检出72种有害气体：危害到底有多大

天宫空间站在轨运行已经有多年了，尽管这个由核心舱、问天和梦天实验舱以及两艘货运飞船+一艘载人飞船巨大空间站，内部空间达到了340立方米，但毕竟是一个在太空中飞行的“密封罐”，就像长期在水下运行的潜艇一样，各种气味交杂在一起，那个味肯定会令人不舒服！
但在大部分朋友的概念里，大不了味有点难闻，闻习惯也就没事了，要不然核潜艇在水下长达数月是怎么熬过来的？然而在《航天控制工程》期刊上近期发表的一篇论文却让人有些不寒而栗：空间站舱内环境中已检测出72种微量有害气体，涉及醇、酮、 醛等多种有机和无机污染物。
污染气体到底来自哪里：危害究竟有多大
据论文披露，空间站内污染物的来源十分复杂，比如有人体释放（含大小便），舱体材料 和上行货物释放，设备老化等原因的释气，食品、个 人卫生用品和垃圾释气，以及火灾等其他因素产生的有害气体。

目前天宫空间站上有三人长期驻留运行，日常生活中就会排出大量“废气”，比如每人每天会排出将近1千克的二氧化碳，1.7千克的水（加热食物的水汽、汗液蒸发、尿液以及大便中的水分），另外还有不等量的“废气”，这些气体中含有浓度比较高的甲烷、硫化氢以及大量令人不适的“臭分子”粪臭素等等。
除了人员以外，还有支持空间站运行的电子设备以及实验设备，还有塑料与金属以及复合材料制品，这些设备产生的电弧、散热以及电路板表面各种生产过程中残留液体与挥发物蒸发、全都混合在这个密闭的筒子内，那气味的复杂性，估计连警犬都要迷路。

由于空间站是一个密闭的循环系统，这些气体会有一个毒性累积效应，长期处在这种有害气体的环境中，不仅会对人体造成损害，还会造成敏感电子元件的腐蚀、化工产品催化剂中毒等影响等等。
怎么办？问题严重吗？
抛开剂量谈危害肯定是不合适的，所以这些气体在天宫空间站内的浓度是多少，是不是已经到了危害人体或者设备健康的浓度了吗？答案是没有，通过采样分析发现，距离产生“危害”的阈值还差十万八千里：

尽管目前距离达到危害的等级还很遥远，但是任凭这些气体在空间站内“乱窜”累积显然是不合适的，所以早在空间站建设之前就已经研发了一整套气体过滤排除系统，这个系统中目前如下几大处理方式：

• 航天员的汗液和呼出水汽被温湿度控制子系统以冷凝除湿的方式实现收集，这是处理航天员汗液以及食物水汽等最简单的处理方式；
  
• 冷凝处理还有一个比较意外功能，空气中的部分有害气体负荷会随着冷凝水转移成为水污染物负荷，只需通过水处理子系统完成深度净化处理。
  
• 二氧化碳则被CO2 去除子系统吸收，该系统能在控制舱内CO2分压的同时实现少量有害气体 的转移和净化。
  
• 还有部分大分子、高沸点的有机污染物，如全氟烷基类有机物，可能以持久性有机污染物的形式与悬浮颗粒物、衣屑、灰尘等吸附结合后被微量有害气体去除子系统去除掉，剩余的则会经 舱内通风回路积聚在微生物净化器等高效过滤器内部，随过滤器的定期更换废弃而被去除。
  

下图为各种处理子系统之间的关系以及最终处理去向，能排出的结局都是太空：

上图看着应该有点累，总结下简单一点就如下图，各种污染物的去向一目了然：

在这个过程中，大家最关心的应该是二氧化碳处理以及天宫空间站内氧气再生来源的问题，二氧化碳的处理过程如下：

• 舱内空气进入二氧化碳去除子系统中后，首先通过再生干燥组件内部的13X型分子筛选择性去除水蒸气，再通过二氧化碳吸附组件内部的5A型分子筛选择性吸附二氧化碳，之后低二氧化碳浓度的气流循环入空间站舱内；
  
• 另一个二氧化碳吸附组件5A 型分子筛在高温和真空的作用下，将吸附的二氧化碳排放到二氧化碳还原子系统或太空中，实现吸附剂的再生以及二氧化碳中氧元素的回收利用
  

另一个大家关注的就是氧气如何产生，有网友可能会认为氧气是二氧化碳处理时产生，但事实上只说对了很小一部分，空间站的氧主要是电解得来，而且还是废水循环中的重要处理过程：
在空间站的生活中，小到汗液、口水、喘息，大到洗漱、洗澡与尿液以及大便中的水分，这些都是废弃的水，但在将近400公里的近地轨道上，每送一千克的水上天都要上万美元，所以这些被“废弃”的水是非常宝贵的，如何利用就是一个难题了！
将这水汽收集冷凝后与回收的水一起，处理成干净的饮用水？相信绝大部分网友都无法接受，因为喝这些尿液和粪水中处理的“纯净水”有一种强烈的生理不适，航天员虽然经过训练，但心理障碍还是存在的，怎么办？且看下图的处理过程：

上图中水的来源有两个，一个是空气中的冷凝水，这部分净化处理后直接作为饮用水应该是可以接受的；但尿液却不是净化处理了，而是经过水电解之后，与收集的二氧化碳经过萨巴蒂尔反应生成“纯水”，在经过净化系统到饮用水。
也就是尿液中的氢氧加上上文中空气中经过分子筛收集的二氧化碳中的碳和氧生成水以及甲烷，后者被废弃，而前者则被保留，将尿液中的氢氧分离，彻底解决了心理障碍，然后再生成水，确实要比净化系统之后还要“干净”，消除了生理不适的问题。
中国空间站大事记：天宫造价80亿美元

聊完了天宫空间站有毒气体的处理以及二氧化碳和水的处理，再回过头来聊聊天宫的大事，以及当年外媒对于中国天宫空间站建成后的震惊的以及酸葡萄心态的报道，彻底展现了欧美对于中国航天崛起的复杂心态！

先给大家提个问题，现在的天宫空间站航天员轮班几次了？飞船发射到神舟十几了？天宫空间站上的航天员是哪几位？天宫发射到现在有几年了？
别说是各位读者，就连天天关注全球航天动态的种花家也会被问得一愣，因为中国航天发射台频繁了，最近还沉浸在嫦娥六号成功返回还取回1935.3克月壤的喜悦中，实在是没空关心天宫空间站。然而种花家要告诉各位，天宫不知不觉已经在轨运行1160天（截止7月2日），在这些日子里，天宫空间站有如下值得“纪念”的大事：

• 2021年4月29日11时，长征五号B遥二运载火箭在海南文昌航天发射场发射升空，将空间站天和核心舱送入了近地轨道；
  
• 2021年6月17日9时22分，长征二号F遥十二运载火箭将神舟十二号载人飞船送入轨道，并于同日15时54分，采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱前向端口，18时48分，航天员进入核心舱，开始驻留空间站；
  
• 2022年7月24日14时22分，长征五号B遥三运载火箭在文昌航天发射场点火发射，将问天实验舱送入了近地轨道并与核心舱成功对接；
  
• 2022年10月31日15时37分，长征五号B遥四运载火箭在文昌航天发射场点火发射，将梦天实验舱送入了近地轨道并和核心舱成功对接；
  
• 2022年12月31日，中国国家主席在新年贺词中宣布，“中国空间站全面建成”；
  

从开工建设到全面建成，也就一年半时间，中国人“基建狂魔”的速度果然不是吹的，建成后的天宫空间站运行在远地点391.8 千米，近地点389.1 千米，倾角41.47°的轨道上，总长度约55.6米，宽度约39米，总质量约100吨（包括两艘货运飞船+一艘载人飞船），最大载人数量6人，目前在轨3人。

2022年12月2日晚，神舟十四、神舟十五号航天员乘组进行交接仪式，两个乘组移交了中国空间站的钥匙。中国空间站正式开启长期有人驻留模式，全球媒体报道了中国航天的里程碑式突破，中国长期驻留的空间站已经全面建成，其中美联社的报道最有意思：
开篇就指出了这是中国雄心勃勃的空间站计划的一个阶段性成就，神舟十四与十五号飞船“交接班”，代表这天宫建设阶段已经完成，未来将转入长期在轨运行阶段。美联社还简单回顾了中国航天的成就，2003年中国成为继前苏联和美国之后第三个自行将宇航员送入轨道的国家，20多年来连续完成玉兔月球车巡视月面、嫦娥五号带回月面土壤，这是1970年代以来首次有国家实现如此壮举。

另外美联社表示中国还有一辆火星巡视车“祝融”正在火星表面寻找生命存在的痕迹，中国还在规划载人登月，不过尚未制定明确的时间表（当时还没有明确2030年前完成载人登月计划）。
最后美联社特别指出了一点，中国是在被美国排除在国际空间站之外后才建立了自己的空间站，而原因则是美国反对中国太空计划与人民解放军的密切联系。美国污蔑中国航天已经多年，早在1999年时，美国就出台了考克斯报告称中国在国际航天商业发射中获取技术改善导弹技术，继而将中国排除出了国际商业发射领域。

2011年的《沃尔夫条款》又禁止了美国国家航空航天局（NASA）和白宫科技政策办公室（OSTP）与中华人民共和国政府进行技术交流，也不能与中华人民共和国政府联合开展任何科学活动。
所以现在的中国完全无法和NASA交流，然而NASA局长比尔·尼尔森却几次三番要求中国与其交流并让中国给出月壤，这个老糊涂不知道完全没想起还有《沃尔夫条款》呢还是揣着明白装糊涂，无论哪个理由都不是好东西。

所以中国在美国的严密封锁下不仅空间站建成了，还和美国进入了载人登月竞赛，火星采样返回也要争抢第一，最喜欢现在的美国看着中国航天咬牙切齿却又无可奈何的样子！
最后给出上文的答案：从神舟十二轮班到神舟十八了，总共轮班了7次，目前在轨的航天员是叶光富、李聪、李广苏。