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6個(gè)月要消耗29.7萬(wàn)升氧氣,在我國(guó)空間站里,氧氣從何而來(lái)?

對(duì)于人類(lèi)乃至整個(gè)地球生態(tài)圈而言,氧氣都是最重要的,縱然你強(qiáng)悍如貝爺,可以在荒野中找到食物和水,甚至能只靠水活一星期,但只要沒(méi)有氧氣,幾分鐘之內(nèi)就會(huì)嗝兒屁。

據(jù)統(tǒng)計(jì),一個(gè)成年人一天大約要呼吸2萬(wàn)次到2.8萬(wàn)次,在地球上這一過(guò)程可以毫不費(fèi)力地發(fā)生,但對(duì)于生活在距離地面400公里高度,國(guó)產(chǎn)的空間站內(nèi)的3航天員們來(lái)說(shuō),呼吸卻不是一件簡(jiǎn)單的事。

此時(shí)此刻在我國(guó)空間站內(nèi),翟志剛、王亞平和葉光富三名航天員,正在執(zhí)行他們?yōu)槠?80天的太空任務(wù),每天都要消耗1650升氧氣,這樣算下來(lái),在6個(gè)月的空間站工作生活中,他們一共得消耗至少29.7萬(wàn)升氧氣。

在遠(yuǎn)離地球的空間站上,制造這么多供給航天員日常呼吸用的氧氣,可不是一件容易的事,因?yàn)榭臻g站雖然還算是在地球大氣層內(nèi),但空氣已經(jīng)非常稀薄了,無(wú)法直接吸取氧氣,那空間站上的氧氣是從哪兒來(lái)的呢?

答案是電解水

科學(xué)家對(duì)如何在空間站內(nèi)制取氧氣,其實(shí)很有研究,因?yàn)樵趪?guó)產(chǎn)空間站升空開(kāi)始工作之前,由美國(guó)和俄羅斯等16個(gè)國(guó)家聯(lián)合建造的國(guó)際空間站,就已經(jīng)在太空中工作了20多年了,期間從未出現(xiàn)過(guò)氧氣不夠用的情況。

而他們采用的辦法,就是在空間站內(nèi)把水電解,分成氧氣和氫氣,這種辦法雖然因?yàn)楹苜M(fèi)電,在地球上很少見(jiàn)到,但在擁有巨型太陽(yáng)能電池板的空間站上,電解水其實(shí)還是個(gè)不錯(cuò)的選擇,最重要的是它足夠安全。

因?yàn)樵?967年的時(shí)候,美國(guó)用于實(shí)驗(yàn)登月的阿波羅1號(hào)飛船就曾因?yàn)閴嚎s氧氣而發(fā)生了火災(zāi),等地面人員千辛萬(wàn)苦耗時(shí)5分鐘終于打開(kāi)艙門(mén)后,里面的三名美國(guó)宇航員已經(jīng)全部喪生了。

事故就是由電火花點(diǎn)燃艙內(nèi)純氧而引發(fā)的,所以后來(lái)航天界再也不會(huì)直接把氧氣壓縮后送上太空,供宇航員們呼吸使用了,只有地面上還會(huì)采用氧氣瓶存儲(chǔ)壓縮純氧,為醫(yī)療或者潛水員們的水下活動(dòng)服務(wù)。

看到這里有人會(huì)問(wèn)了:電解水同時(shí)產(chǎn)生的氧氣和氫氣里,氫氣也是非常易燃易爆的氣體,空間站內(nèi)是如何保證氫氣安全呢?

這次用國(guó)產(chǎn)空間站來(lái)舉例

我國(guó)空間站內(nèi)的電解水裝置在產(chǎn)生氧氣和氫氣后,氧氣會(huì)被航天員們吸進(jìn)去然后置換出二氧化碳,之后二氧化碳會(huì)被收集起來(lái)再和之前產(chǎn)生的氫氣進(jìn)行反應(yīng),最后生成可以被再次分解的水,以及易燃易爆的甲烷氣體。

當(dāng)甲烷被排出空間站后,就可以繼續(xù)進(jìn)行電解水過(guò)程了,根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中的數(shù)據(jù),在國(guó)產(chǎn)空間站里只需要分解1升水,就能循環(huán)產(chǎn)生620升氧氣,完全能滿(mǎn)足一名航天員一天550升氧氣的呼吸需求,每天最多電解3升水,就能保證三名航天員的工作生活。

由此不難看出,空間站內(nèi)氧氣的問(wèn)題其實(shí)就是水的問(wèn)題,在電能由太陽(yáng)能電池板提供的情況下,只要有水就能有產(chǎn)生源源不斷的氧氣。

我國(guó)往空間站上運(yùn)水,用的是天舟系列貨運(yùn)飛船,每20升水會(huì)被包裝成一個(gè)水包,既可以用來(lái)電解產(chǎn)生氧氣,也能供給航天員們?nèi)粘o嬘煤拖词,不過(guò)由于空間站內(nèi)水資源太過(guò)寶貴,所以這些水包內(nèi)的水最后都會(huì)并入水循環(huán)系統(tǒng)中。

航天員的尿液,汗液,以及水蒸氣,也會(huì)一起進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)中,通過(guò)一系列的凈化和蒸餾,把這些廢水重新變成可以飲用的水。

總而言之

我國(guó)3名航天員在國(guó)產(chǎn)空間站內(nèi)生活的這180天里,幾乎所有液體資源都會(huì)被重復(fù)利用,同樣的場(chǎng)景也會(huì)在國(guó)際空間站上上演。

太空生活在短時(shí)間內(nèi)的未來(lái),是不太可能舒適化的,因?yàn)槿祟?lèi)文明目前還處于太空時(shí)代的黎明,科研任務(wù)才是太空生活的重頭戲,我們普通人想上太空度假或者生活,至少還得再等幾十年才能實(shí)現(xiàn)。

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