摘要：为有效解决未来长期载人地外生存面临的物资供给等关键问题,获得更高的氧回收率、能量转化效率和更低的应用成本,亟须发展更高效的地外二氧化碳转化利用技术。文章总结了地外二氧化碳利用的发展现状并分析了近期的研究进展,发现不同技术之间差异大,在航天应用过程中,需充分考虑地外环境限制因素,以选用更合适的技术。空间站上已搭载的Sabatier装置和火星车上的MOXIE装置初步实现了地外二氧化碳还原。以“地外人工光合成”为代表的常温二氧化碳转化技术可为地外环控生保提供新路线。其不仅能够实现地外氧气供给,还可获得甲酸、乙烯和甲烷等有机分子作为燃料或生物转化原料。随着相关基础研究的不断发展,有望实现二氧化碳的高效转化和高附加值有机物、甚至碳糖食物的生产。地外二氧化碳转化利用技术的发展,将实现地外密闭环境下的废弃资源利用与物质循环,降低载人空间站、载人深空飞船的物资供应需求,也将为原位资源利用火星大气中的二氧化碳提供创新思路,以支撑未来可承受、可持续的地外生存任务。

摘要：原位资源利用技术是地外生命保障体系构建、实现人类地外生存的有效途径,是载人深空探索的核心技术。基于微通道技术的人工光合成反应器,采用流动反应器设计,用于低微重力等特殊环境条件下模拟人工光合作用,实现CO2向O2和含碳燃料的转化。微通道芯片通过气液剪切作用力使气体反应产物快速脱离电极表面并随反应介质排出反应器,理论上可以克服微重力条件对反应过程的影响,尚需进行微重力试验进行验证。同时,微通道结构可以通过精确控制反应气液的压力、流速、流量比等反应条件,获得优化的反应条件。通过地面试验,验证了该反应器将CO2还原为O2和含碳化合物的功能可行性。以Au和Ir/C作为阴极和阳极材料,3 V电压条件下,O2产率可达11.74 mL/h。此外,基于人工光合成反应器搭建了集反应模块、控制模块、流路驱动模块以及检测模块等于一体的地外人工光合成装置,形成原位反应、介质供给、精确控制、在线收集和检测等功能一体化的系统,并实现CO2有效转换和O2供给。为后续技术成熟度更高的反应装置研制、高产物选择性的含碳化合物转化以及人工光合成反应装置在轨试验奠定了理论和实践基础。

摘要：在载人航天任务中,航天服压力防护功能是为人体建立起赖以生存的压力环境,压力服作为实现压力防护和工效保障能力的基本载体,是航天服设计改进的核心部分。本文通过回顾压力服在早期技术验证、随登月任务和载人空间实验室、航天飞机任务和空间站建设运营各不同阶段任务需求的发展历程,总结了航天服压力服防护技术的演变特征。针对未来空间探索目标的环境特点以及多目的地的任务规划,开展了后续航天服压力防护技术需求分析。在此基础上,结合压力制度选择、结构实现形式以及材料工艺能力等方面分析,提出了短期可能实现的变压力制度软式压力服和作为长期目标的局部机械反压式压力服的方案构想和关键技术,为未来先进航天服的发展和研制提供参考。