Zeolite是主要由鋁、硅和氧混合而成的混合物,可以凈化空氣。NASA一直在通過在國際空間站上測試過的二氧化碳洗滌器的多次迭代升級解決方案。這些機器從空氣中去除多余的二氧化碳并將其送入虛空??臻g站的二氧化碳去除組件(CDRA)即將實現(xiàn),其最新組件最近剛剛集成,但仍然存在一些問題。進入4床二氧化碳洗滌器(4BCO2)。這種下一代過濾技術(shù)是未來的生命支持系統(tǒng)。
新洗滌器最近在諾斯羅普格魯曼商業(yè)補給任務(wù)NG-16中發(fā)射到國際空間站,在阿拉巴馬州亨茨維爾的美國宇航局馬歇爾與休斯頓的美國宇航局約翰遜合作后進行了廣泛的開發(fā)、建造和測試。然后它從美國宇航局位于弗吉尼亞州的沃洛普斯島設(shè)施(SYFYWIRE在那里進行發(fā)射)送入近地軌道。
“由于4BCO2是現(xiàn)有國際空間站二氧化碳去除組件(CDRA)的演變,我們能夠確定導(dǎo)致CDRA組件過早失效和/或驅(qū)動CDRA組件維護的根本原因,”美國宇航局約翰遜的科學(xué)家邁克爾薩洛佩克說SYFY電線。超過8%的二氧化碳濃度對人類是致命的。如果一個人在深空任務(wù)中出現(xiàn)故障,前景將是嚴峻的。洗滌器需要一種吸附物質(zhì)——多孔材料,也稱為分子篩——其表面原子或分子將粘附在上面。這就是為什么美國宇航局不斷改進處理宇航員呼出氣體的方法。結(jié)果證明,CDRA經(jīng)歷的大部分降解都是因為沸石用于從空氣中捕獲二氧化碳分子,留下太多灰塵堵塞了過濾器。
沸石起到分子篩的作用,因為可以通過其孔隙的分子大小是有限的。NASA使用的類型不會讓CO2分子進入,因此它們會一直粘在表面上,直到被回收以產(chǎn)生水或通過通風(fēng)口釋放到太空中。水蒸氣也會從大氣中排出,但會返回機艙。使Salopek急于看到4BCO2結(jié)果的原因是可能改進現(xiàn)有技術(shù),讓我們更接近月球,最終更接近火星。
“反復(fù)測試導(dǎo)致選擇了更強的沸石珠,”他說。“這樣,珠子所承受的環(huán)境負荷就減少了,目的是減少沸石粉塵的產(chǎn)生,沸石粉塵會導(dǎo)致系統(tǒng)中的過濾器堵塞,從而降低性能,并導(dǎo)致閥門因灰塵堆積而磨損得更快?!?/p>
美國宇航局馬歇爾科學(xué)家在找到合適的匹配之前測試了幾種類型的沸石。他們終于找到了一個即使在經(jīng)過艱苦的測試之后仍然完好無損的東西,目的是找出它可以承受多少熱量、壓力和負載。實際的吸附材料床也經(jīng)過重新設(shè)計,以減輕沸石的負擔。4BCO2中的閥門是對CSRA模型的重新設(shè)計,可以承受更多灰塵,易于維護,并讓沸石有更多時間在暴露于幾乎零壓力的空間站中重新加壓,同時將CO2過濾到黑暗中.
4BCO2還配備了NASA商業(yè)合作伙伴關(guān)系的新型鼓風(fēng)機。這種鼓風(fēng)機的磁性軸承比機械軸承的使用壽命更長,并將凈化空氣引導(dǎo)通過吸附劑沸石床并返回機艙,讓宇航員松了一口氣。
“新閥門針對傳統(tǒng)閥門設(shè)計進行了測試,在暴露于灰塵和循環(huán)的最壞情況下,沒有出現(xiàn)更高的扭矩或驅(qū)動故障,”Salopek說。“磁軸承可以完全消除機械磨損。”
在此與NASA正在測試的新太空空調(diào)系統(tǒng)之間,人類首次在月球和火星上留下足跡正變得越來越成為現(xiàn)實。