国际空间站美国舱段废水再生的水平衡管理

2008年11月，水再生系统机柜随航天飞机STS一126（ULF2）任务运抵国际空间站并安装和启用。这些机柜包含水处理装置（WPA）和尿液处理装置（UPA），完成了包括2年前运抵的电解制氧装置（0GA）的再生式环境控制和生命保障系统（再生式ECLSS）的安装。随着国际空间站的美国舱段主动式水管理系统的启用，需要有新的运营概念，这就是“水平衡”概念。2010年11月，可将氢气和二氧化碳转换为水和甲烷的萨巴蒂耶（Sab^ier）反应器投入使用。再生式ECLSS系统接收大气中的冷凝水和乘员尿液，通过多种途径将接收的液体加工成可供航天员饮用的水，并建立跨周期水存储以及制造制氧所需的电解用水。在航天员尿液输出、冷凝水输出、制氧需求、厕所冲洗水和饮用水需求方面均建立了完善的档案记录，可在再生式ECLSS系统投入使用时作为最佳推测计划比率（计划使用极限）的依据。在制定长期运营计划中，比率很有用，日或周比率依赖于多个变量。经常改变的比率对在休斯顿飞控中心负责控制国际空间站上的再生式ECLSS运行的飞控人员带来了新挑战。本文回顾了多个输入到水系统、比率变化和动态事件的数据，包括乘组人员组成；再生式ECLSS可操作性；运载器运输；现有水储存和二氧化碳去除装置（CDRA）、萨巴蒂耶反应器（Sab^ier）和电解制氧装置（OGA）的性能。本文会改变多个比率的输入值，审核不同的系统和系统约束，以及最终飞控人员在管理中运用“水平衡”这一新概念的挑战和途径。