空间站 宇航员在空间站工作时间很长,氧气是从哪里来的?为何用不完?( 二 )


并且经过多次宇宙飞船的改进 , 不仅宇宙飞船的各项性能得到了很大的提升 , 其的储物空间也变大了很多 , 所以在这样充足的空间里运载宇航员生湖泊所需的淡水是基本没有问题的 。 与此同时 , 这些淡水不仅仅是用于日常的生活所需 , 其中有一部分就是根据电解水的原理 , 产生宇航员工作和生活所用的氧气 。
第二个来源:这个来源是针对宇航员进入太空生活之后的利用水资源的方式 。 虽然太空舱足够的空间可以携带足量的淡水 , 但是如果一次性地日复一日地消耗对于在太空站长期工作的宇航员来说也是一件非常奢侈的事情 , 所以在太空生活的宇航员需要非常讲究水资源的循环利用 。
比如人体排出的尿液、汗液等等都是被统一收集进宇宙空间站专有的净化循环系统 , 进行新一轮生活用水的供给 。 所以生活在宇宙空间站的宇航员们生活条件相比于地球是很艰苦的 , 所以在地球上更要注意珍惜水资源 , 千万不要刻意地浪费 。
第三个来源:因为不管是宇宙空间站自己本身携带的水资源还是通过第二种途径进行反复过滤净化的水资源 , 它们的容载量和净化次数都是有限的 。
容载量有限是因为宇宙空间站寸土寸金的空间布局模式 , 不可能大量地携带淡水;净化次数有限是因为这些水资源的源头是固定的 , 并不是有多个新的来源 , 所以就算再先进的净化系统在只有一个净化源的情况下也需要补充 。 所以会有专门的货运飞船定时从地球飞上太空 , 为这些空间站补充水资源 。
宇宙空间站氧气的来源
最开始的宇宙空间站中全部充斥着氧气 , 因为地面的工作人员考虑到宇宙中氧气的不足 , 所以采用全氧的工作环境 。 但是在经过一段时间之后的具体上天实践发现这样的条件并不能维持很久 , 并且还有很高的风险指数 。
在漫长的宇宙航天进程中 , 这样的环境导致了数次大小不一的事故 , 所以宇宙飞船的设计者们才慢慢调整了飞船中的含氧比例 。 现目前大多数的飞船都是和地球上空气差不多的成分比例 , 主要是氮气 , 氧气都是少部分 , 只需要能够人类呼吸就可以 。
在这样的改进基础上 , 再结合水资源的来源 , 和电离水的原理可以的处基本三个氧气的来源:
首先 , 不管是通过自身携带水资源还是利用水资源的不断循环再生等等方法都是为采取电离水获取氧气来做准备 。 这是宇宙飞船最开始适用也是大面积适用的一个获取氧气的方法 。
水产生氢气和氧气的过程并不是只有水这么简单 , 还需要借助漂白粉 。 漂白粉中的氯酸根呈阴性 , 所以在电离的过程中就会向阳移动 , 钙离子呈阳性 , 在电离的过程中就会向阴极移动 , 硫酸根离子、氢离子和氧离子也是同理 。
在经过了这样的电离过程之后 , 氧离子就会在阳极那里获得正电荷 , 从而组成氧气分子 , 逸出电离的水表面 。 原则情况下只要有水 , 那么氧气就可以源源不断地产生 , 用也用不完 。
在经过了科学家们对太空飞船中的空气环境进一步研究发现还有两种方式可以用来应对当水资源不充足或者电离资源不充足时的紧急情况 , 这两种方式主要是用来应急 , 一般情况下不作为常规的获取氧气的办法 , 因为这两种办法所需的能量较多 , 危险性也较高 。
第一种办法是在宇宙空间站中准备一些加压的氧气管 , 这种氧气管的储氧的原理和90年代的医院一样 , 那时没有高级的制氧机器和抽氧机器 , 所以只能将氧气注入高压放在可以耐受高压的氧气罐里 , 这种氧气管一般是蓝色的外表 , 也是非常引人注目和比较容易记住的 。 在太空舱里会选择少量携带这部分氧气罐 , 以备不时之需 。
第二种办法是利用传统的化学反应即固体燃料燃烧制造氧气 。 在化学反应中有许多都是可以制造氧气的 , 比如固体粉末的燃烧等等 。
其中最常见的就是金属燃烧产生氧气 , 比如铁和氯酸钠两者进行燃烧 , 但是这个燃烧条件需要高温 , 至少应该达到铁的熔点才具备反应发生的可能 , 所以如果这种反应发生在太空舱中无疑是对太空舱造成了很大的潜在风险 。
但是这种反应是所有能够产生氧气的反应中最有可能在太空中实现的 , 因为它除此之外不需要任何附加条件 , 并且产生的氯化钠可以通过处理进行生活中的其他循环利用等等 , 这也是节约了太空中的一个资源 。
正因为如此 , 这样的一个带给宇航员生命之源的气体反应 , 在它生成时又酷似蜡烛 , 所以这种气体反应又被很多的宇航员称之为“氧气蜡烛” , 来表达宇航员对这种反应浓厚的感激之情 。

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