航天员|3名航天员每天要1650升氧气，执行180天任务所需的氧气从何而来？国际空间站|太空|宇航员

文章图片

文章图片

文章图片

文章图片
对于人类而言，氧气和水是人类生存的物质基础。在地球表面，大气当中就有21%是氧气，干净的淡水虽然不易获取，但通过现代化技术，也可以确保淡水的供应。可我们要知道的是，空间站一般是在距离地面400公里的高度，这里大气稀薄，几乎是真空状态，没有氧气，也没有淡水。那么问题来了， 3名航天员在空间站生活时，每天所需1650升氧气，执行180天左右的任务需要大量的氧气，那这些氧气从何而来？
国际空间站这里我们以国际空间站为例。国际空间站是1993年由全球16个国家建造的， 90年代末开始投入使用，至今已有20多年的时间。那国际空间站这么长时间以来，是如何确保国际空间站的氧气和淡水的供应呢？
国际空间站所处的高度是350公里-400公里的轨道高度，在这个高度上，太空当中几乎是没什么东西的。因此，不可能实现就地取材。那有没有可能把氧气和水送上去？
实际上，直接送氧气上去是十分不划算的。虽然可以通过压缩氧气，但是氧气不仅不稳定，还很不安全，我们来举个例子：

1967年1月27日，阿波罗1号太空船，在进行一次例行的测试中，指令舱内发生火警，仅仅几秒内，火势就迅速蔓延，完全失去了控制，地面人员花了五分钟时间才成功打开舱门，并控制住火势。悲剧的是，当时在舱内的三位宇航员全部丧生。

经过仔细的事故调查，调查人员发现，火灾是由太空船内某处电线产生的火花。照理说，如果只是电线火花，不应该发生这样的事件。问题的核心其实出在了当时太空船内是纯氧的环境，氧气是极佳的助燃剂，只要一星半点火花，就可以被快速引燃。
如果直接运氧气上去，非常不安全，不仅在运输过程中有安全隐患，在输入到空间站的过程中以及空间站使用氧气的过程中，如果也出现“火花” ，那后果不堪设想。所以，只能考虑其他的办法。
除了直接送氧气上去之外，比较便捷的方式就是在空间站当中制备氧气。最常见的方法就是：电解水。电解水之后，水会分解成：氢气和氧气。用这个方式在地球表面制备氧气是很不经济的，主要是因为地球上有很多水资源，而用这种方式制备太费电，浪费能源。不过，在太空当中，空间站可以利用太阳能板来获取太阳能，通过太阳能发电来分解水，可以说是一个不错的选择。可能有人要问了，产生的氢气要如何处理？毕竟氢气也属于易燃气体，也可能会引发安全隐患。
具体来说是这样的，宇航员在太空中吸入氧气后，会换出二氧化碳，然后收集这些二氧化碳和氢气进行反应，生成甲烷和水。最后，把甲烷排出空间站，然后留下水继续使用。在空间站中，只需要分解1升的水（也就是我们常见的两瓶矿泉水的量），就可以制备620升的氧气，而一个宇航员一天所需要氧气量是550升，也就是说，电解一升水，不仅够航天员一天的氧气量，还有剩余。
空间站的水水也是航天员急需的，所以问题其实就转换成了，空间站的水是如何保证的？
实际上，空间站的水确实是通过货运飞船送上去的。这些水会装成一个个“水包” ，每个水包都有20升的水，也就是说，一个水包里的水就够22天氧气的供应。不过，这些“水包”并不是用来电解解生成氧气的，因为这样做实在太浪费了。
宇航员每天在空间站当中，需要用到很多水，把水送到空间站并不容易，成本高昂。因此，这些水需要被非常高效地利用。在空间站当中，有一个水循环系统。其中，这个系统会把宇航员在工作和生活中用掉的水，空气中的水蒸气，甚至是航天员的尿液、汗液、都收集起来，进行废水处理，会进行多次的蒸馏、分离、过滤，最终将这些废水转化为可以饮用的水。然后，再利用这些水进行电解，得到氧气和氢气，给航天员供应氧气。