太空制氧人类作为地球上最高级的生命 ， 自然不能离开氧气 ， 宇航员去往真空的宇宙 ， 氧气是重点考虑的对象 。 早期的氧气还真的是用压缩氧气罐供应 ， 但是一场悲剧让人们重新考虑在太空中用氧的问题 。
美国探月计划的先行者阿波罗1号发生事故 ， 三名宇航员被活活烧死在了太空舱内 。 后续经过调查 ， 发现是电路出现了问题 ， 产生了火花 。 由于飞船带有纯氧罐 ， 一点点火焰就会引发熊熊大火 ， 于是火势蔓延 ， 将整个太空舱都烧了 ， 宇航员在高温和浓烟中死亡 。
被烧毁的“阿波罗1号”
事后有工程师提出 ， 在太空中携带纯氧危险系数太高 ， 因为纯氧是良好的助燃剂 ， 本来太空中是真空的 ， 就算着火也不要紧 ， 但是如果火点燃的地方正好是氧气罐 ， 那整个飞船就会变成火海 。
而且人类一天需要的氧气数量很多 ， 一次上去的宇航员会有多名 ， 如果采用储存氧气罐 ， 那么整个航天器的负重会很大 ， 制造成本和发射难度也会上升 。 为了安全和成本 ， 人们利用水能分解出氧气的特点 ， 在太空中制氧 ， 这样不用担心因为带太多氧气而发生意外了 。
最快分解水的办法是电解 ， 需要消耗电能 ， 航天器都带有太阳能电池板 ， 能够自主生产电 ， 利用生产的电分解水得到氧气和氢气 。 水电解产生的氧气和氢气的体积比是1:2 ， 氢气是一种易燃气体 ， 还会发生爆炸 ， 是比氧气还要不安分的存在 。
那么如何处理得到的氢气？直接排放进太空？当然不是 。 氢气与人呼出来的二氧化碳反应 ， 生成甲烷和水 ， 水可以再返回制氧系统 ， 实现循环 ， 而甲烷 ， 就可以不用心疼直接排放到太空里面去 。
空间站制氧
甲烷会污染太空吗？答案是不会 ， 太空中本身就存在这种物质 ， 只不过因为温度过低都是以固态的形式储存 。 人类排放出去的甲烷数量在太空的数量面前九牛一毛 。 有了这套制氧装备 ， 人类再也不用携带大量的压缩纯氧进入太空 ， 而是直接带水 。
一升水可以分解出600多升氧气 ， 宇航员只需要550升便足够 ， 这样算下来 ， 三名宇航员每天只需要分解2升多的水就可以维持生活 。
循环利用航天中 ， 水被打包成一个大包 ， 每个容量20升 ， 够三名航天员22天的生活 ， 执行任务半年 ， 共计180天 ， 需要大约8个水包 ， 这比带纯氧上去占据的空间小多了 。
当然 ， 一次携带的水绝对不止这个数量 ， 除了制氧 ， 宇航员在上面的生活饮用、试验、维修等都需要水 ， 所以每次执行任务带的水量都远超过制氧所需 。
虽然量很足 ， 但宇航员不能放弃任何一滴水 ， 他们呼出的水蒸气、皮肤蒸发的汗液、以及排泄物里面的水 ， 都会被回收起来再利用 。 整个太空舱就是一个水循环系统 ， 任何一个水分子都逃不过这套系统 ， 做到了物尽其用 。
除了水循环 ， 太空舱还会进行氮气循环 。 人类呼吸的气体中 ， 氮气占据了绝大部分 ， 而且人类也不能直接吸纯氧 。 氧气虽然是高等生命体不可或缺的气体 ， 但它同时也是有机生命的敌人 ， 它会氧化细胞的每个结构 ， 而细胞中不怕氧气氧化的只有线粒体 。 如果氧气浓度过大 ， 超出细胞线粒体能够处理的量 ， 氧气就会去氧化其他的结构 ， 造成细胞的加速衰老 。
空间站上的循环系统
吸纯氧不仅解决不了问题 ， 反而会让人窒息身亡 ， 因为空气中的二氧化碳等气体能够刺激人的呼吸中枢 ， 让我们的大脑时刻保持清醒 ， 明白自己处在一个氧气不够的状态 ， 于是控制我们的吸气和呼气 。 如果是纯氧或者氧气浓度过高 ， 大脑就会判定我们不缺氧 ， 不用呼吸了 ， 结果就是人的呼吸能力减弱 ， 最后窒息 。
因此现实生活中 ， 不管是潜水员带的氧气罐 ， 还是医院里病人输氧 ， 都不会直接输入纯氧 ， 而是采取的混合气体 ， 氧气的浓度也更加接近空气中的浓度 ， 其余气体为氮气和少量二氧化碳 。
同理在太空中 ， 宇航员生活的环境也要模拟生活中的氧气浓度 ， 用氮气等其他气体混合 ， 这样才不会因氧气浓度过高造成神经麻痹窒息 。 氮气几乎不在人体内参与反应 ， 因此可以在太空中回收利用 。
其他制备方式循环系统制氧非常好 ， 但也不是万能的 ， 谁也不能保证航天器百分之百不出故障 ， 尤其是空间站上面的宇航员 ， 一呆就是半年的时间 ， 总会有这样那样的问题出现 。 循环系统一旦出现问题 ， 维修的时候需要很长时间 ， 这个时间里宇航员的氧气供应无法保障 ， 因此必须有紧急备用制氧装置 。
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