[实用新型]载人飞船密闭舱室内二氧化碳浓度控制系统

说明书

技术领域

本发明属于载人飞行器的CO₂的处理技术领域，具体涉及一种载人飞船密闭舱室内二氧化碳浓度控制系统。

背景技术

实现载人航天器的长距离星际旅行，必须解决的一个问题就是宇航员新陈代谢产生的代谢物的处理。其中最大量的是二氧化碳气体，这是人体呼吸的产物。据测定一个人每天要排出0.1～1.0千克二氧化碳气体，而这些气体的累积不仅污染航天器，浓度高时会危及宇航员的生命安全。一般情况下，密闭舱室的CO₂浓度必须控制在一定的浓度范围。目前，在近地空间中载人飞船的密闭舱室中CO₂的控制允许采用短期解决方案，然后通过再发射补给飞船，将含CO₂高浓度的介质运回地面。长距离飞行中，不允许发射补给飞船来解决这个问题，因此必须给出一个永久性的解决方案，保证在无补给飞船情况下，密闭舱室中的CO₂得到永久的控制；如对于飞往比较近的火星，至少要保证2年时间，在这样较长的时间内控制CO₂的是一个比较棘手的问题。

现有技术中载人航天器中消除二氧化碳气体的办法很多，美国在水星号飞船、双子星座号飞盼、阿波罗号飞船和航天飞机中，使用无水氢氧化锂吸收舱内二氧化碳气体：苏联各载人航天器则用超氧化物去除二氧化碳气体。一般采用活性碳法吸收舱内其它微量有害气体，达到净化舱内大气的作用。近年来，利用固态胺、分子筛等多孔物质进行二氧化碳气体收集和浓缩，然后用催化还原技术把二氧化碳气体变成水和甲烷，再用电解法把水分解成为氧气和氢气，氧气用于航天员呼吸，氢气用于二氧化碳气体还原反应，这种技术已在俄罗斯和平号空间站上应用。这些方法需要储备大量的吸附物质或者原料，在一定程度上增加了飞行器的负重。本发明为此而来。

发明内容

本发明目的在于提供一种载人飞船密闭舱室内二氧化碳浓度控制系统，得到一种较为安全、便捷的二氧化碳浓度控制方法。

为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是：

一种载人飞船密闭舱室内二氧化碳浓度控制系统，包括载人飞船密闭舱室，其特征在于所述载人飞船密闭舱室内设置有植物容器，所述植物容器内设有进行光合作用的植物；所述植物容器的外侧设置照射植物的发光装置，所述发光装置与储能电池电连接。

优选的，所述载人飞船还包括飞行器壳体，所述飞行器壳体的外层为与外界光源反应储能的光伏电池板；所述储能电池与飞行器壳体的光伏电池板电连接。

优选的，所述外界光源为星光光源。

本发明还提供了一种控制载人飞船密闭舱室中二氧化碳浓度的方法，其特征在于所述方法包括在载人飞船密闭舱室内设置有植物容器，所述植物容器内设有进行光合作用的植物；所述植物容器的外侧设置照射植物的发光装置，所述发光装置与储能电池电连接；通过植物的光合作用控制舱室内二氧化碳浓度。

优选的，所述载人飞船的壳体外层为与星光电源反应储能的光伏电池板。

优选的，所述储能电池选自铅酸电池、锂离子电池、镍镉电池。

本发明技术方案的工作原理在于：在飞船外壳上的光伏电池板，将光能转换成电能，这部分电能可以被飞船内部的储能电池储存，储能电池和光伏电池的电能传到发光装置，发光装置发射出易被植物所吸收的光，被植物容器中的植物所吸收，植物在完成光合作用的同时，吸收二氧化碳，释放出氧气，氧气被宇航员所吸收，同时宇航员新陈代谢释放了二氧化碳，这些二氧化碳再参与植物的光合作用，如此循环，从而达到有效控制舱室内二氧化碳浓度的目的。

相对于现有技术中的方案，本发明的优点是：

1.本发明技术方案中CO₂浓度控制系统通过CO₂～O₂的生物循环，通过光合作用将宇航员代谢排出的气体CO₂生物固化，将光能转换成化学能；吸收CO₂并释放氧气，另外氧气又可供给宇航员，实现了密闭舱室中二氧化碳的浓度控制和氧气再生循环。

2、本发明技术方案中发光装置的光能能量来源于星光，通过飞行器壳体外侧的光伏电池板将星光转换成电能，储存于储能电池中，当需要进行光合作用调节CO₂浓度时，储能电池提供给发光装置电能，使其发光，将CO₂以化学能储存。理论上，该系统不需要更换，也就是说，可以无限长时间的达到控制舱室中CO₂浓度的作用。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：