载人航天器舱内地面环境污染分析与控制方法

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1、航天器环境工程第27卷第1期100SPACFCRAFTENvIRONMENTENGINEERING2010{F2月载人航天器舱内地面环境污染分析与控制方法熊涛(北京卫星环境T程研究所，北京100094)摘要：丈章阐述了载人航天器地面总装过程环境控制技术的国内外研究现状，提出以控制载人航天器总装过程舱内污染物浓度为目标，分析可能污染源、筛选重点监控目标污染物种类、研究污染物采样分析技术、确定目标污染物最大容许浓度的系统研究总装过程舱内污染物控制的技术方案，初步研制了污染控制装置并在载人飞船上进行了验证，取得了较好的效果，为保障航天员在舱内环境中的生命安全创造了有利条件。关键词：载

2、人航天器；舱内环境；污染物控制中图分类号：V465文献标识码：^文章编号：1673-1379(2010)01-0100-05DoI：10．3969／j．issn．1673—1379．2010．01．0211前言我困载人飞船的成功发射为建造空间实验室等后续任务奠定了重要基础。随着每次载人航天飞行任务时间的延长，载人航天器舱室污染控制问题越来越受到人们的关注。航天器在地面总装及轨道飞行时几J．能会引起舱内污染物的产生及积累。总装过程可以提供清洁的环境，而在太空飞行中只能通过航天器上的主动污染净化设备控制舱内的污染物浓度，如不能即时清除污染物，颗粒悬浮物会在太空失重环境下漂浮于舱室，

3、引起设备工作性能下降；有害气体则直接影响到航天员的生命安伞。发展载人航天器总装过程环境污染物控制技术，不仪是保障各种先进装备正常工作的前提条件，也是保证航天员生存的有力手段。2载人航天器舱内环境污染研究概述2．1国外研究概述美国、俄罗斯等国一直非常注重载人航天器舱内污染控制问题，提出通过连续舱测航天器的污染物浓度变化，应用各种被动和主动污染物控制方法对其加以限制及改善，并制定了详细的载人航天器舱室最大容许浓度标准【I】。据调杏，美国“水星号”飞船座舱气体中已确定的污染物有46种，“天空实验室”中气样分析出300多种化合物，“阿波罗号”飞船非金属材料散发的污染气体也多达300多种

4、；航天飞机前5次飞行中采集的气样共测出152种微量污染气体。俄罗斯“和平号”空间站密闭舱气体中的污染物约300种。所以，必须通过被动和主动方法控制这些污染产生源以及其污染物浓度，以确保舱室气体洁净。被动控制是根据建立的材料释放气体准则，通过限制使用材料、设计安装和试验程序，最大限度地降低微量化学污染物释放量。但是，不管如何选择材料，都不能完全消除材料释放的微量有害气体，而且总装技术人员和在轨航天员也会不断地带来及产生各种污染物，所以需要用主动控制污染的方法来确保舱室气体的清洁。国外许多学者曾详细地研究了人体产生的各种污染物，主要包括呼出的空气、肠胃排气和汗液等。过去微量化学污染

5、负荷使用了非常有限的人体代谢污染源信息，主要是EWebb和R．A．Dora的研究成果【11，对飞行器污染控制系统设计有一定作用。后来，M．A．Golub和T．Wydeven提出舱内污染源研究数据【2j，全面考虑了Leban、Wagner、M．T．Dmitriyev、A．GMalysheva和YGRastyannikov关于人体代谢产生污染方面的近期研究成果pJ。美国困家毒理学研究委员会(usNationalResearchCouncil’SCommitteeonToxicology)于20世纪70年代主持了人体代谢产生污染方面的研究，研究成果主要为中长期载人航天任务提供微量污染

6、物最大收稿日期：2009．06．10；修回日期：2010．01．19作者简介：熊涛(1967一)，男，高级工程师，从事总装工艺技术工作，任型号主任工艺师。E-mail：xiongta0317@!sohu．COrn。熊涛：载人航天器舱内地面环境污染分析与摔制方法lOl容许浓度数据，即按要求净化污染，满足航天员的舒适性和安全性要求。美国、俄罗斯和欧空局的研究成果已作为国际空间站人体代谢污染设计的摹础。2．2国内研究现状载人航天发展与众多学科的结合促进了航天毒理学的形成和发展。我国在这个领域的研究工作起步较晚，但在密闭环境污染源研究、非金属材料毒理卫生学评价、各种舱室有害气体容许浓度

7、标准制订和检测方法等方面做了许多工作，取得了很大的进步和成绩，但就整体水平、规模和队伍来看，与科技发达国家相比还有差距。目前，中国航天员科研训练中心、中国空间技术研究院、北京航空航天大学都在载人航天器污染物监测与控制方面取得了许多研究成果，一些污染物监测与控制技术直接应用于“神舟”系列载人飞船【41。在航天器非金属材料释放有机污染物方面，有关单位主要针对载人航天器用非金属材料在真空环境下出气物成分及污染分析，确定出气物的载人航犬器总裟过程环境污染控制技术研究基本成分对污染物控制与防护设计具有