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ECLSS 空气再生技术评论 2022
美国宇航局、商业行业和国际合作伙伴正在拓展人类向太空的探索范围，并为月球门户、阿尔忒弥斯和最终的载人火星任务设定了里程碑。任何长期载人航天任务的一个关键要素是环境控制和生命支持系统 (ECLSS)，它由多个子系统组成，包括维持可呼吸大气的空气再生子系统。为了匹配深空探索的计划里程碑，全球都在努力开发下一代 ECLSS。因此，在单个 ECLSS 单元的研究和开发方面取得了许多突破。本文回顾了空气再生领域的传统和新技术，包括美国、日本和欧洲在航天器栖息地中捕获二氧化碳 (CO 2 ) 和生成氧气 (O 2 ) 的技术。提到已发布的故障模式以促进对未来潜在生命支持系统的可修复性和可维护性的讨论。
植物和微生物科学与技术是太空生物再生生命支持系统的基石
长期的载人太空探索任务需要环境控制和封闭式生命支持系统 (LSS)，该系统能够生产和回收资源，从而满足人类在恶劣的太空环境中生存的所有基本代谢需求，无论是在旅行期间还是在轨道/行星站。随着任务距离地球越来越远，这将变得越来越必要，从而限制了从地球补给资源的技术和经济可行性。需要将生物元素进一步融入最先进的（主要是非生物的）LSS，从而形成生物再生 LSS (BLSS)，以实现额外的资源回收、食品生产和废物处理解决方案，并使前往月球和火星的任务更加自给自足。有一整套功能对于维持人类在低地球轨道 (LEO) 的存在以及在月球或火星上成功定居至关重要，例如环境控制、空气再生、废物管理、供水、食品生产、舱室/栖息地增压、辐射防护、能源供应以及交通、通信和娱乐手段。在本文中，我们重点关注空气、水和食品生产以及废物管理，并讨论辐射防护和娱乐的一些方面。我们简要讨论了现有知识，强调了尚未解决的差距，并提出了短期、中期和长期内可能进行的未来实验，以实现载人航天探索的目标，同时也可能给地球带来好处。