太空|每天消耗1650升氧气,在国产空间站上,氧气是从哪来的?


太空|每天消耗1650升氧气,在国产空间站上,氧气是从哪来的?
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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 , 国产的空间站内的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 。