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每天消耗1650升氧气,在国产空间站上,氧气是从哪来的?

常言道:人活一口气

对于人类乃至整个地球生态圈而言,氧气都是最重要的,纵然你强悍如贝爷,可以在荒野中找到食物和水,甚至能只靠水活一星期,但只要没有氧气,几分钟之内就会嗝儿屁。

据统计,一个成年人一天大约要呼吸2万次到2.8万次,在地球上这一过程可以毫不费力地发生,但对于生活在距离地面400公里高度,国产空间站内的3航天员们来说,呼吸却不是一件简单的事。

此时此刻在我国空间站内,翟志刚、王亚平和叶光富三名航天员,正在执行他们为期180天的太空任务,每天都要消耗1650升氧气,这样算下来,在6个月的空间站工作生活中,他们一共得消耗至少29.7万升氧气。

在远离地球的空间站上,制造这么多供给航天员日常呼吸用的氧气,可不是一件容易的事,因为空间站虽然还算是在地球大气层内,但空气已经非常稀薄了,无法直接吸取氧气,那空间站上的氧气是从哪儿来的呢?

答案是电解水

科学家对如何在空间站内制取氧气,其实很有研究,因为在国产空间站升空开始工作之前,由美国和俄罗斯等16个国家联合建造的国际空间站,就已经在太空中工作了20多年了,期间从未出现过氧气不够用的情况。

而他们采用的办法,就是在空间站内把水电解,分成氧气和氢气,这种办法虽然因为很费电,在地球上很少见到,但在拥有巨型太阳能电池板的空间站上,电解水其实还是个不错的选择,最重要的是它足够安全。

因为在1967年的时候,美国用于实验登月的阿波罗1号飞船就曾因为压缩氧气而发生了火灾,等地面人员千辛万苦耗时5分钟终于打开舱门后,里面的三名美国宇航员已经全部丧生了。

事故就是由电火花点燃舱内纯氧而引发的,所以后来航天界再也不会直接把氧气压缩后送上太空,供宇航员们呼吸使用了,只有地面上还会采用氧气瓶存储压缩纯氧,为医疗或者潜水员们的水下活动服务。

看到这里有人会问了:电解水同时产生的氧气和氢气里,氢气也是非常易燃易爆的气体,空间站内是如何保证氢气安全呢?

这次用国产空间站来举例

我国空间站内的电解水装置在产生氧气和氢气后,氧气会被航天员们吸进去然后置换出二氧化碳,之后二氧化碳会被收集起来再和之前产生的氢气进行反应,最后生成可以被再次分解的水,以及易燃易爆的甲烷气体。

当甲烷被排出空间站后,就可以继续进行电解水过程了,根据实际应用中的数据,在国产空间站里只需要分解1升水,就能循环产生620升氧气,完全能满足一名航天员一天550升氧气的呼吸需求,每天最多电解3升水,就能保证三名航天员的工作生活。

由此不难看出,空间站内氧气的问题其实就是水的问题,在电能由太阳能电池板提供的情况下,只要有水就能有产生源源不断的氧气。

我国往空间站上运水,用的是天舟系列货运飞船,每20升水会被包装成一个水包,既可以用来电解产生氧气,也能供给航天员们日常饮用和洗漱,不过由于空间站内水资源太过宝贵,所以这些水包内的水最后都会并入水循环系统中。

航天员的尿液,汗液,以及水蒸气,也会一起进入循环系统中,通过一系列的净化和蒸馏,把这些废水重新变成可以饮用的水。

总而言之

我国3名航天员在国产空间站内生活的这180天里,几乎所有液体资源都会被重复利用,同样的场景也会在国际空间站上上演。

太空生活在短时间内的未来,是不太可能舒适化的,因为人类文明目前还处于太空时代的黎明,科研任务才是太空生活的重头戏,我们普通人想上太空度假或者生活,至少还得再等几十年才能实现。