航天员在空间站上一待就是半年,氧气从何而来?三种途径

目前在太空中连续工作时间最长的人是斯科特·凯利 , 他在太空中连续工作了340天 。
340天的确是一个很长的时间 , 但对于在空间站工作的宇航员来说,长时间的工作基本是一个常态,短则四五个月,长则七八个月,都是十分普遍的 。以我国神舟十四号航天员为例,他们在空间站上执行工作任务的时长就达到了180天 , 也就是6个月 。太空不比地球,那里没有任何生存所需的资源,所以为了保障航天员的生存就必须要提前做好准备,而在诸多生存资源中,有一个是最重要的,它就是氧气 。
我们知道一个人一天要吃多少食物,也知道一个人一天要喝多少水,但很少有人能说出一个人一天需要多少氧气,因为氧气太普通了,在地球上,它无处不在 , 以至于大多数时候我们都忽略了它的存在 。
那么一个人一天到底需要多少氧气呢?这并不难计算 。一个成年人在平静的时候,每分钟大概要呼吸20次,每一次呼吸大概需要350毫升空气,那么一分钟就需要7升空气,一个小时就是420升空气,一天24小时就是10000升空气 。
空气中的氧气含量为21%,10000升空气的21%就是2100升,如此说来一个人一天需要2100升氧气了?不是 。
人所吸入的氧气并不会全部被利用,大部分还会吐出来 , 一般而言,人所吸入的空气中只有5%的氧气被吸收掉了 , 而10000升的5%就是500升,一个人一天24小时大概需要500升氧气 。一天500升,半年就是90000升氧气,如果空间站内有3个人 , 那就需要270000升氧气,如此之多的氧气从何而来呢?难道都是从地球上运上来的吗?这当然是不可能的 。

航天员在空间站上一待就是半年,氧气从何而来?三种途径

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目前来讲 , 空间站上的氧气获取途径主要有三种,其中最主要的来源就是氧气发生器了 。
氧气发生器是一种氧气制取设备 , 而这种设备的基础原理十分简单,就是电解水 。电解水不还是要从地球上运水过来?的确如此,但这比直接运送氧气要方便多了 。首先空间站上水资源的消耗速度是比较慢的 , 这是因为空间站内有着一整套循环收集再利用系统,航天员所呼出的水汽、尿液都可以被回收处理再次利用,在宇航员之间流传着这样一句意味深长的话:“今天的咖啡就是明天的咖啡”,我们都明白这是什么意思 。
其次,相比之下,运水比直接运送氧气要划算得多 。
一升水电解之后能够获得多少氧气?大概600升左右 。是的,你没有看错 , 就是600升,这就是气体与液体的体积差异 。由此可见,只需要一升水就可以满足一名航天员一整天的氧气需求 。空间站上常见的第二种氧气获取途径就是固体燃料氧气发生器了,从名字上就可以看出来这也是一种制取氧气的设备,只不过这回用的不是水了,而是固体燃料 。
国际空间站上的固体燃料氧气发生器用的是铁粉和氯酸钠粉末 。
【航天员在空间站上一待就是半年,氧气从何而来?三种途径】其中铁粉的作用是燃烧提供热能,而氯酸钠则可以在高热状态下分解为氯化钠和氧气,粗略计算 , 一千克铁粉和氯酸钠混合物大概能够产生135升氧气 。空间站上的第三种氧气获取途径就是高压氧气瓶了,除了利用氧气发生器制取氧气之外,也要使用宇宙飞船为空间站运送少量的氧气 , 这些氧气就被装在高压氧气瓶之中,平时并不使用,只是作为一种储备 , 正所谓有备而无患嘛 。

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