闭合度是评价生物再生生命保障系统(BLSS)物质循环程度的最基本指标,它决定了系统的结构和系统所需携带物质的质量。
简介
闭合度是评价生物再生生命保障系统(BLSS)物质循环程度的最基本指标,它决定了系统的结构和系统所需携带物质的质量。BLSS的闭合度可用以下公式描述:
(1)
式中C:系统物质循环的闭合度(%);m:单位时间(天)内,BLSS需要的外界补给量——系统每天需要外界提供的储备食品、卫生用品、无机盐、水分及其他营养物质的质量(g·);M:单位时间(天)内,系统内乘员所消耗的补给量,包括所需要的食物(含系统内部通过生物再生生产的食物和储备食物)、水分、O2、无机盐和生活用品的质量(g·)。从式(1)中可以看出,如果m =M,即系统内的所有生活物资都需要从外界提供,如非再生式生命保障系统,这时C = 0,但是随着飞行时间的延长和乘员人数的增多,从外界提供补给将面临着严重的困难,甚至是不可能实现的。m = 0时,意味着乘员所需要的一切生活物资都可以通过系统再生(物理化学再生和生物再生)提供,这时C = 100,BLSS达到类似于地球生物圈一样的物质完全闭合,是最理想的BLSS,它在运行过程中除能量以外不需要外界提供任何物质,即系统的物质循环完全处于闭合状态,是BLSS理论与技术发展的终极目标。目前世界各航天大国的BLSS都未能达到闭合度为100%且能够长期运行的水平。目前基于物理化学再生和生物再生技术的BLSS闭合度介于0和100之间。
闭合度的大小取决于航天任务的时间和特定需求,它在很大程度上决定着系统的运行周期,因为它决定了系统内物质的总量和需要外界定期补充的物质质量。只有高闭合度的BLSS才能担负起长时间、远距离的空间任务。
月宫一号一期105天实验的闭合度达到了97%。
扩展阅读
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