论文部分内容阅读
天宫一号的发射升空，或将带来中国低碳领域新革命。
早在2009年1月25日，我国第一个目标飞行器“天宫一号”模型亮相央视春节晚会，这场中国未来空间站的处子秀，让民众对太空生活充满着憧憬和向往，它的亮相也令牛年春晚的零时环节成为历年春晚中最有科技含量的一次。
2011年9月29日21时16分，“天宫一号”发射升空。带着震撼的轰鸣和排山倒海的气场，拖着长达几十米的火焰巨尾，“天宫一号”满载着全球华人的宇宙梦想升上了天空，冲破厚厚的大气层，到达了它的目标轨道，开始了长达两年的服役期。在这段时间里，天宫一号将会与随后发射的“神舟八号”、“神舟九号”、“神舟十号”飞船对接，并建立第一个中国空间实验室，将宝贵的宇宙空间数据传输给地球，中国向空间站时代迈出了坚实的一步。
更重要的是，“天宫一号”的技术对低碳经济、绿色环保、环境工程、低碳材料与工业设计等领域也有着难以估量的意义，或将带来中国低碳领域新革命。
最先进的节能照明
除了集合全国乃至全世界的最尖端太空科技以外，“天宫一号”还在照明方面采用了最先进的太阳能和LED照明设备，无论是宇航员的活动舱，还是外部飞行器对接光源都是如此，而且在航天员的睡眠区还拥有可以自主调节光线强度的智能照明设备。
天宫一号的照明系统全部采用太阳能电池帆板提供电能，这种新型太阳能电池帆板在太阳照射下发电功率7千多瓦，电压能达到100伏，除了可以满足“天宫一号”目标飞行器3.5千瓦的电力需求之外。当天宫一号运行到背光区域(即太阳阴影区)的时候，飞行器内配备的新型蓄电池也足以提供电力工飞行器正常运行和各种照明需要。
中华节能照明网、华中南照明产业园专家廖海龙先生对相关数据进行专业分析后表示，天宫一号太阳能电池帆板发电量，在地面可以同时点亮80多只40瓦的白炽灯。这些电量对于天宫一号内配备的LED照明来说完全足够，而且这种新型LED照明系统的照明效果更好，即使在宇宙空间也能保持高度的聚光性，能够确保飞行器之间的对接。寿命比一般的节能照明灯更长，而且光衰周期也更长，预计到天宫一号服役期满的时候，飞行器上的LED照明设备照明强度仍然可以保持90%以上。即将发射的神州系列飞船也将会采用天宫一号同样的太阳能和LED照明系统，以便和天宫一号完成空间交会和数据对接任务。
太空里的绿色生活
与我们的地球相似，国际空间站也有空气和水的再生回路，主要包括水的再生和处理、氧气生成、二氧化碳的清除，以及水和大气质量监测。
航天员活动如流汗和呼吸会在舱内空气中产生湿气，通过大气温度控制，热交换器可以将这些湿气凝结，并转化成固态，用于储存和处理。毛巾和衣物中的水也通过热交换器被回收。再生水一般经过多层过滤催化净化系统的处理，变成适合饮用的水。航天飞机STS-126任务已经把“水回收系统”送到国际空间站，它可以收集并处理固态水、尿和其他废水，通过蒸馏和化学处理制成适合饮用水和“技术”水，“技术”水用来支持空间站内的各种系统。但有些水是无法回收再利用的，这就需要航天飞机或货运飞船进行定期补充。通过电解的方式，水还能产生氧气，空间站内的氧气就是这样产生的。空间站内产生的二氧化碳通过俄罗斯的Vozdukh系统或美国的“二氧化碳清除组件”去除。
由于要保证航天员的健康和安全，因此需要定期监控空间站内的空气和饮用水质量。“水还原系统”中的电导率传感器和总有机碳分析仪负责监测饮用水纯度。总有机碳分析仪能测量有机碳和无机碳的数量，以及空间站水样本中的PH值和电导率，采样试验装置还用于测量空气和水中的微生物杂质。
国际空间站需要有大量的电能来维持其系统的运行，如“环境控制和生命支持系统”、指令和数据处理系统、通信系统、照明，还有航天员的健康、运动和娱乐，以及各种研究实验，都需要电能。一般情况下，国际空间站的巨大太阳电池阵有3/4都在轨提供电能。如果全部运行的话，太阳电池阵的覆盖面积将是2192平方米，每年能为空间站的各种系统和研究实验提供大约708000度电，相当于50个休斯顿地区的家庭用电需求。
空间站的太阳电池阵在两个轴线上跟踪太阳。2个“太阳阿尔法旋转接头”分别位于左舷桁架和右舷桁架上，根据空间站轨道运行期间太阳角度的变化，它能够360°旋转整个太阳电池阵。8个“贝塔万向架组件”则分别安装在8个太阳电池翼上，根据太阳角度的季节变化，能够360°旋转每个太阳电池翼。通过“太阳阿尔法旋转接头”和“贝塔万向架组件”，使太阳电池阵能够最大限度地收集太阳能。太阳能在转化成电能后，被储存在48个镍氢电池中，从而保证在国际空间站没有日照的情况下维持其正常运行。空间站每90分钟绕地球一圈，其中有30分钟处于黑暗之中，而在每个地球日内，空间站要经历大约16次黑暗。
更有意思的是，旧的飞船或自动转移飞行器被作为食物废料、用过的存储容器及其他各种垃圾的存放容器。在下一艘补给飞船到达空间站之前，旧的补给飞船必须离开空间站，并再入大气层，在大气层中和那些垃圾一起化为灰烬。每年大约有4536千克的食物垃圾、用过的毛巾和衣物、废电池、过滤器及失效的设备等垃圾通过这种方式被焚烧。
国际空间站上航天员的生活和工作提供一种未来地球人类的生活和工作模式。当未来人类超越空间站的轨道高度，探索更远的宇宙时，空间站上的环保系统将有助于在遥远的宇宙空间建立一个人类的居住地。
早在2009年1月25日，我国第一个目标飞行器“天宫一号”模型亮相央视春节晚会，这场中国未来空间站的处子秀，让民众对太空生活充满着憧憬和向往，它的亮相也令牛年春晚的零时环节成为历年春晚中最有科技含量的一次。
2011年9月29日21时16分，“天宫一号”发射升空。带着震撼的轰鸣和排山倒海的气场，拖着长达几十米的火焰巨尾，“天宫一号”满载着全球华人的宇宙梦想升上了天空，冲破厚厚的大气层，到达了它的目标轨道，开始了长达两年的服役期。在这段时间里，天宫一号将会与随后发射的“神舟八号”、“神舟九号”、“神舟十号”飞船对接，并建立第一个中国空间实验室，将宝贵的宇宙空间数据传输给地球，中国向空间站时代迈出了坚实的一步。
更重要的是，“天宫一号”的技术对低碳经济、绿色环保、环境工程、低碳材料与工业设计等领域也有着难以估量的意义，或将带来中国低碳领域新革命。
最先进的节能照明
除了集合全国乃至全世界的最尖端太空科技以外，“天宫一号”还在照明方面采用了最先进的太阳能和LED照明设备，无论是宇航员的活动舱，还是外部飞行器对接光源都是如此，而且在航天员的睡眠区还拥有可以自主调节光线强度的智能照明设备。
天宫一号的照明系统全部采用太阳能电池帆板提供电能，这种新型太阳能电池帆板在太阳照射下发电功率7千多瓦，电压能达到100伏，除了可以满足“天宫一号”目标飞行器3.5千瓦的电力需求之外。当天宫一号运行到背光区域(即太阳阴影区)的时候，飞行器内配备的新型蓄电池也足以提供电力工飞行器正常运行和各种照明需要。
中华节能照明网、华中南照明产业园专家廖海龙先生对相关数据进行专业分析后表示，天宫一号太阳能电池帆板发电量，在地面可以同时点亮80多只40瓦的白炽灯。这些电量对于天宫一号内配备的LED照明来说完全足够，而且这种新型LED照明系统的照明效果更好，即使在宇宙空间也能保持高度的聚光性，能够确保飞行器之间的对接。寿命比一般的节能照明灯更长，而且光衰周期也更长，预计到天宫一号服役期满的时候，飞行器上的LED照明设备照明强度仍然可以保持90%以上。即将发射的神州系列飞船也将会采用天宫一号同样的太阳能和LED照明系统，以便和天宫一号完成空间交会和数据对接任务。
太空里的绿色生活
与我们的地球相似，国际空间站也有空气和水的再生回路，主要包括水的再生和处理、氧气生成、二氧化碳的清除，以及水和大气质量监测。
航天员活动如流汗和呼吸会在舱内空气中产生湿气，通过大气温度控制，热交换器可以将这些湿气凝结，并转化成固态，用于储存和处理。毛巾和衣物中的水也通过热交换器被回收。再生水一般经过多层过滤催化净化系统的处理，变成适合饮用的水。航天飞机STS-126任务已经把“水回收系统”送到国际空间站，它可以收集并处理固态水、尿和其他废水，通过蒸馏和化学处理制成适合饮用水和“技术”水，“技术”水用来支持空间站内的各种系统。但有些水是无法回收再利用的，这就需要航天飞机或货运飞船进行定期补充。通过电解的方式，水还能产生氧气，空间站内的氧气就是这样产生的。空间站内产生的二氧化碳通过俄罗斯的Vozdukh系统或美国的“二氧化碳清除组件”去除。
由于要保证航天员的健康和安全，因此需要定期监控空间站内的空气和饮用水质量。“水还原系统”中的电导率传感器和总有机碳分析仪负责监测饮用水纯度。总有机碳分析仪能测量有机碳和无机碳的数量，以及空间站水样本中的PH值和电导率，采样试验装置还用于测量空气和水中的微生物杂质。
国际空间站需要有大量的电能来维持其系统的运行，如“环境控制和生命支持系统”、指令和数据处理系统、通信系统、照明，还有航天员的健康、运动和娱乐，以及各种研究实验，都需要电能。一般情况下，国际空间站的巨大太阳电池阵有3/4都在轨提供电能。如果全部运行的话，太阳电池阵的覆盖面积将是2192平方米，每年能为空间站的各种系统和研究实验提供大约708000度电，相当于50个休斯顿地区的家庭用电需求。
空间站的太阳电池阵在两个轴线上跟踪太阳。2个“太阳阿尔法旋转接头”分别位于左舷桁架和右舷桁架上，根据空间站轨道运行期间太阳角度的变化，它能够360°旋转整个太阳电池阵。8个“贝塔万向架组件”则分别安装在8个太阳电池翼上，根据太阳角度的季节变化，能够360°旋转每个太阳电池翼。通过“太阳阿尔法旋转接头”和“贝塔万向架组件”，使太阳电池阵能够最大限度地收集太阳能。太阳能在转化成电能后，被储存在48个镍氢电池中，从而保证在国际空间站没有日照的情况下维持其正常运行。空间站每90分钟绕地球一圈，其中有30分钟处于黑暗之中，而在每个地球日内，空间站要经历大约16次黑暗。
更有意思的是，旧的飞船或自动转移飞行器被作为食物废料、用过的存储容器及其他各种垃圾的存放容器。在下一艘补给飞船到达空间站之前，旧的补给飞船必须离开空间站，并再入大气层，在大气层中和那些垃圾一起化为灰烬。每年大约有4536千克的食物垃圾、用过的毛巾和衣物、废电池、过滤器及失效的设备等垃圾通过这种方式被焚烧。
国际空间站上航天员的生活和工作提供一种未来地球人类的生活和工作模式。当未来人类超越空间站的轨道高度，探索更远的宇宙时，空间站上的环保系统将有助于在遥远的宇宙空间建立一个人类的居住地。