制氧裝置機柜以及水回收系統(tǒng)機柜圖

運輸O?到ISS的成本很高，因此在可能的情況下，在軌制氧是更好的選擇。美國艙段和俄羅斯艙段都配備有電解水制氧裝置，其過程是利用電將水分子分解成氫氣(H?)和O?。還有一種方法是采用固體氧氣發(fā)生器制氧，燃燒固體“蠟燭”，產(chǎn)生的副產(chǎn)品是氧氣。由于具有可燃性風(fēng)險，這些“蠟燭”只有在極端緊急的情況下才使用。

除O?和N?之外，CO?是又一個備受關(guān)注的大氣成分，因為即使是低濃度，它也會降低航天員的精神敏銳性，尤其是長期暴露時更是如此。地球表面的CO?平均分壓低于1mmHg，ISS上的CO?濃度保持在4mmHg以下，一般在3.5mmHg左右，當濃度超出這個值時，航天員可能會出現(xiàn)頭痛。CO?暴露水平超過20mmHg時會導(dǎo)致乘員頭痛、呼吸頻率加快、績效下降、中樞神經(jīng)系統(tǒng)可能受到抑制。去除CO?的主要途徑是通過CO?去除裝置。

保持大氣潔凈的另一套裝置是微量污染物控制系統(tǒng)（TCCS）,它可以去除ISS上可能存在的200多種污染物中的大部分，包括碳氫化合物、酮類、硅樹脂、乙醛、硫化物以及無機物。

大氣控制系統(tǒng)的最后一個組成部分是艙間通風(fēng)（IMV），通過艙段之間的大氣交換，使艙內(nèi)大氣形成良好的混合。大約2～3h，艙間通風(fēng)系統(tǒng)就可以將ISS內(nèi)的所有大氣循環(huán)一遍，當發(fā)生火災(zāi)或化學(xué)品泄漏時，艙間通風(fēng)風(fēng)機就會關(guān)閉。

節(jié)點艙2的艙段間通風(fēng)管道示例

不僅乘員需要舒適的環(huán)境，ISS上的一些設(shè)備也需要大氣將多余的熱帶走。安裝在實驗艙、節(jié)點艙2、節(jié)點艙4和氣閘艙的通用艙室通風(fēng)系統(tǒng)，以及安裝在ISS合作伙伴艙段的類似空調(diào)系統(tǒng)發(fā)揮著循環(huán)大氣、制冷和大氣除濕的作用。通用艙室通風(fēng)系統(tǒng)直接與艙間通風(fēng)系統(tǒng)管道相連，使所有艙段之間大氣流通，從而保證了大氣混合均勻。

大氣被風(fēng)機吸入，然后通過大氣顆粒物高效過濾器和冷凝熱交換器。當大氣通過低溫回路水冷的金屬層時，其中的水就會在冷板上凝結(jié)，然后被吸入小孔，從而與大氣分離開來。被除去濕氣的較冷大氣直接經(jīng)通風(fēng)口進入艙內(nèi)。如果乘員想要調(diào)節(jié)艙內(nèi)溫度，可以通過調(diào)節(jié)風(fēng)機管道內(nèi)的風(fēng)門來實現(xiàn)。

水在太空中是極為珍貴的必需品。水可由多種航天器向ISS運送，ISS上水的類型有6種，包括飲用水、技術(shù)水、冷凝水、廢水、專用液體和碘化水。環(huán)熱控系統(tǒng)的主要功能之一就是跟蹤各類水的數(shù)量。

來自美國艙段的冷凝水會收集在水處理裝置的廢水箱中。如果水箱存水太滿，環(huán)熱控系統(tǒng)飛控人員可能就得將水排出站外。通常在水注滿之前，乘組就會將水卸載到應(yīng)急水箱中。應(yīng)急水箱是一個柔性囊袋，可以容納約43kg水。

在ISS，水處理裝置是水系統(tǒng)一個非常關(guān)鍵的部分。首先，儲存在廢水箱中的水流經(jīng)一個離心泵，這個離心泵被稱為主液體分離器（MLS），然后水通過一個顆粒物過濾器，接著流經(jīng)多級過濾床，將其中的不揮發(fā)性有機物和無機物如肥皂、鹽類等清除。

之后，水在一個可以將小分子揮發(fā)性有機物氧化的催化反應(yīng)器中得到進一步純化。然后進入氣體分離器中，氣體分離器可以將氧化過程中產(chǎn)生的氣體清除，以避免其對下游整個飲用水總線中安裝的精濾器造成阻塞。分離出的氣體被送回艙內(nèi)供乘員呼吸，從而避免了氧氣的任何浪費。為預(yù)防微生物生長，要向水中添加少量的碘，然后這些潔凈的水就被輸出到產(chǎn)水箱中，產(chǎn)水箱可以將水補充給飲水管線。乘員通過安裝在這條飲水管線上的飲水分配器來取水飲用或復(fù)水食品。水處理裝置每小時可處理13L水。制氧裝置也利用飲用水管線中的水來產(chǎn)出H?和O?。

來自尿處理裝置的廢水也會被加工處理。人尿液中大部分是水，但還含有許多有機和無機的廢物，如尿素、氯化物、鈉、鉀，以及肌酸酐。人們經(jīng)常會感到驚奇，航天員們喝的竟然是回收的尿液！但實際上這種水比我們在地面飲用的水更純凈。為什么要通過處理ISS上的尿液來替代新鮮水？其根本就是費用問題，6名乘員每日產(chǎn)生大約9kg的尿液，其中約85%（或約7.7kg）要處理成水。2015年，向ISS發(fā)射運送0.5kg水的費用大約是2.5萬美元，通過尿處理相當于每日節(jié)省大約42.5萬美元的費用（包括裝水的水箱的發(fā)射運輸費），一年下來，僅水的發(fā)射運輸費就可節(jié)省約1.55億美元。

ISS上的緊急狀況有三類：火災(zāi)、快速泄壓、有毒化學(xué)品溢出。

火災(zāi)是航天飛行中非常嚴重的威脅，在地面發(fā)生火災(zāi)，一種選擇是快速逃離所處建筑物，相比之下，生活在ISS的航天員，離開ISS則是最后采取的手段。火災(zāi)監(jiān)測與滅火是環(huán)控生保系統(tǒng)的功能之一，預(yù)防火災(zāi)的首要一步就是要確保ISS上所用的材料都是防火的。其次，整個ISS內(nèi)安裝了煙霧探測器，其作用方式類似地面的煙霧探測器。一旦監(jiān)測到煙霧，軟件就會自動發(fā)布火災(zāi)警告，并在整個ISS以及地面的任務(wù)控制中心響起警報。當警報發(fā)布時，軟件系統(tǒng)的首要反應(yīng)就是關(guān)掉所有風(fēng)機，關(guān)閉艙間通風(fēng)，從而有助于抑制火情和預(yù)防煙霧傳播到其它艙段。

發(fā)生火災(zāi)時，乘組需對安全庇護區(qū)的大氣進行采樣，以確保這個區(qū)域是安全的。在確認安全后，一個小組將前往火災(zāi)現(xiàn)場試著確認著火位置。一旦著火位置被確定，乘組就要用手持式滅火器進行滅火。

如果傳感器如壓力控制組件探測到大氣壓力下降，很可能是船體出現(xiàn)裂縫，大氣正在泄漏，在這種情況下，計算機系統(tǒng)會發(fā)布快速減壓應(yīng)急警報；或當乘員感覺到耳膜鼓脹，也可以啟動手動快速減壓警報。接下來乘員就要根據(jù)應(yīng)急反應(yīng)要求來定位、隔離或修復(fù)漏洞。

有毒大氣泄漏意味著ECLSS進入保障的最高級別緊急狀況。ISS上有多種對乘員有潛在危險的化學(xué)品，有些是溫和的刺激物，有些則可以致傷甚至奪去乘員的生命。除了熱交換器接口出現(xiàn)氨泄漏外，其他情況下都不會自動發(fā)布有毒物質(zhì)泄漏的警報，乘員只能憑眼看或鼻聞來發(fā)覺異常。

乘組通常選擇俄羅斯艙段中心柱計算機處的位置作為安全庇護聚集點，因為這里靠近“聯(lián)盟”號飛船，如果形勢嚴峻到已不能解決，就需要迅速撤離。集合起來的乘組在指令長帶領(lǐng)下，執(zhí)行適當?shù)?strong style="margin: 0px; padding: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;">應(yīng)急響應(yīng)程序。應(yīng)急程序手冊被稱為“紅書”，是紙質(zhì)版，以應(yīng)對計算機或電源問題。應(yīng)急響應(yīng)是ISS上的優(yōu)先級關(guān)注事項。