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对于人类来说 , 一天不吃不喝对生命安全的威胁还不算特别大 , 但是如果这么长时间不呼吸就不行了 , 氧气对地球的大多数生命来说是非常重要的 。 在一项模拟试验中 , 美国一位宇航员就曾经遭遇到了失压、缺氧的情况 , 随着舱内压力不断下降 , 这名宇航员舌头上的口水开始沸腾 , 与此同时 , 他也因为缺氧而很快就晕厥了 。
在地球表面大气层很稳定 , 空气组成成分不会在短时间内发生明显的变化 , 所以我们不会面临缺氧的问题 , 而在外太空飞行的飞船、空间站基本上可以认为脱离了大气层 , 在飞船、空间站内的氧气是从哪里来的呢?为什么我们看到飞船、空间站内的航天员不会面临缺氧的问题?
【3名航天员飞行半年需要30万升氧气,空间站的氧气哪里来的?】
我们先看看一个人一天需要消耗多少氧气 。 正常情况下 , 一个人每天需要消耗大约550升氧气 , 现在我们空间站内有3名航天员在执行飞行任务 , 所以我们空间站内每天至少需要消耗1650升氧气 。 而神舟十四号飞船的在轨飞行时间是半年 , 这样一来整个任务周期内就需要消耗差不多30万升氧气 。
即使我们每隔半年就会发射一艘天舟货运飞船 , 但这些货运飞船携带大量的食、水、科学仪器 , 能够搭载氧气的载荷就不会很多 , 从地球运输的氧气显然是不够航天员呼吸的 。 但是我们看到的情况是 , 一艘天舟货运飞船就能为3名航天员提供长达6个月的物资补给 , 而不需要额外再发射飞船运输氧气 。 这样一来 , 就给我们一个错觉:空间站内的氧气为什么用不完呢?
对于在轨飞行的航天器来说 , 食物、水、氧气这些物资都是非常的珍贵 , 所以不能浪费 , 要提高利用效率好好利用起来 。 之前国际空间站就出现了漏气的情况 , 每天有超过200克氧气泄露到外太空 。
虽然对于地面来说 , 区区200克氧气微不足道 , 对国际空间站来说影响也不是很大 , 不会威胁到国际空间站的安全运行 , 但是在这个问题还是需要解决的 , 因为每天流失一点点氧气 , 长时间下来就会流失大量的氧气 , 久而久之就要不断给国际空间站运输空气 。 而从地球运输物资到太空的成本非常高的 , 所以国际空间站的氧气泄露其实就是在浪费钱 , 所以不得不找到这个小孔然后将其堵住 。
一般情况下 , 如果在轨飞行的时间不是很长 , 比如说载人飞船飞行时间也就是三五天或者一个星期左右的话 , 飞船内的氧气可以直接用氧气罐运输上去就行 , 毕竟飞行时间短、飞船内宇航员人数不多的情况下 , 对氧气的消耗量自然就不会很多 , 氧气罐基本上就能解决了 。 在上世纪60年代 , 阿波罗载人登月飞船就是用氧气罐携带氧气的 。
不过 , 携带氧气罐的话 , 还是有风险的 。 因为氧气罐不能接触到火花 , 否则会导致非常严重的后果 。 当年阿波罗13号飞船就是因为氧气罐爆炸 , 3名宇航员登月计划不得不中止 。
最安全的方法 , 其实就是直接制备氧气 。 对于人类来说 , 制备氧气也不是什么难事 , NASA的毅力号火星车已经成功在火星表面制备了氧气 , 在空间站内 , 氧气的主要来源也是通过制备的方式获得的 , 不过与毅力号火星车在火星制备氧气的方式有点不同 , 空间站内的氧气主要来自分解水 。
在我们的空间站内有一套环控生保尿处理子系统 , 这一种设备可以从航天员的尿液中提取水 , 提取到干净的水后 , 这些水不仅可以用来日常的使用 , 还能用来电解水制备氧气 。 虽然电解水的过程需要消耗电力 , 但是对于中国空间站来说 , 电其实并不是什么紧缺的资源 , 因为我们空间站太阳能电池板的发电能力非常强大 , 一天就能发1000度电 , 完全可以满足电解水制备氧气以及日常用电的需求 。
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