星辰之上的中国超级“净化器”
2021年10月16日,神舟十三号乘组成功进驻天宫空间站,开启了新的旅程,他们将在轨生活6个月。图甲是航天员太空起床后洗漱的情形。在空间站长期工作,航天员喝的水从哪里来?
据专家介绍,我国空间站的水资源主要来自三部分:其一,航天员(货运飞船)上行时携带的少量的水。另外的两部分水,自来空间站的“环控生保系统”———其工作原理图如图乙所示。“环控生保系统”启动后,冷凝水系统会把收集起来的水蒸气凝结成水,经净化系统净化后,存入饮水储水箱,供航天员饮用。尿处理系统采用蒸汽压缩蒸馏技术,从“尿”中取得“蒸馏水”,这些水经电解系统电解后得到氢气(H2),氢气(H2)在“萨巴蒂尔反应器”中发生化学反应,生成的水———再生水,再生水经净化系统深度净化后,也存入饮水储水箱。尿处理系统能够从6升尿液中提取出5升蒸馏水。萨巴蒂尔反应器最大产水速度为2.5升每小时。净化后的水,可以满足在空间站中长期作业的航天员饮用、清洁和制氧等用途。
(1)火箭发射时,会产生频率低于20Hz的(选填“超声波”或“次声波”),在图甲所示的情形下,三名在太空的航天员间交谈(需要/不需要)通过无线电进行。
(2)冷凝水系统中将水蒸气凝结成水,这是一种(填物态变化名称)现象。尿处理系统采用技术,从“尿”中取得“蒸馏水”的。
(3)若萨巴蒂尔反应器以最大产水速度产水,3h可生产出L再生水。
(4)神舟十三号载人飞船进入离地面高度约400千米的天宫空间站轨道,地球半径约为6400千米,空间站环绕地球飞行圈(假设轨道为圆形,π值取3)的时间是90分钟,则空间站环绕地球飞行的平均速度是km/h。