对于人类而言,氧气和水是人类保存的物质根本。在地球概况,大气傍边就有21%是氧气,清洁的淡水固然不易获取,但经由过程现代化手艺,也可以确保淡水的供给。可我们要知道的是,空间站一般是在距离地面400公里的高度,这里大气稀薄,几乎是真空状况,没有氧气,也没有淡水。那么问题来了,3名航天员在空间站糊口时,天天所需1650升氧气,执行180天摆布的使命需要大量的氧气,那这些氧气从何而来?
国际空间站
这里我们以国际空间站为例。国际空间站是1993年由全球16个国度建造的,90年月末起头投入利用,至今已有20多年的时候。那国际空间站这么长时候以来,是如何确保国际空间站的氧气和淡水的供给呢?
国际空间站所处的高度是350公里-400公里的轨道高度,在这个高度上,太空傍边几乎是没什么工具的。是以,不成能实现当场取材。那有没有可能把氧气和水奉上去?
现实上,直接送氧气上去是十分不划算的。固然可以经由过程压缩氧气,可是氧气不仅不不变,还很不平安,我们来举个例子:
1967年1月27日,阿波罗1号太空船,在进行一次例行的测试中,指令舱内发生火灾,仅仅几秒内,火势就敏捷舒展,完全掉去了节制,地面人员花了五分钟时候才当作功打开舱门,并节制住火势。悲剧的是,那时在舱内的三位宇航员全数丧生。
颠末细心的变乱调查,调查人员发现,火警是由太空船内某处电线发生的火花。照理说,若是只是电线火花,不该该发生这样的事务。问题的焦点其实出在了那时太空船内是纯氧的情况,氧气是极佳的助燃剂,只要一星半焚烧花,就可以被快速引燃。
若是直接运氧气上去,很是不平安,不仅在运输过程中有平安隐患,在输入到空间站的过程中以及空间站利用氧气的过程中,若是也呈现“火花”,那后果不胜设想。所以,只能考虑其他的法子。
除了直接送氧气上去之外,比力便捷的体例就是在空间站傍边制备氧气。最常见的方式就是:电解水。电解水之后,水会分化当作:氢气和氧气。用这个体例在地球概况制备氧气是很不经济的,本家儿如果因为地球上有良多水资本,而用这种体例制备太费电,华侈能源。不外,在太空傍边,空间站可以操纵太阳能板来获取太阳能,经由过程太阳能发电来分化水,可以说是一个不错的选择。可能有人要问了,发生的氢气要如何处置?究竟结果氢气也属于易燃气体,也可能会激发平安隐患。
具体来说是这样的,宇航员在太空中吸入氧气后,会换出二氧化碳,然后收集这些二氧化碳和氢气进行反映,生当作甲烷和水。最后,把甲烷排出空间站,然后留下水继续利用。在空间站中,只需要分化1升的水(也就是我们常见的两瓶矿泉水的量),就可以制备620升的氧气,而一个宇航员一天所需要氧气量是550升,也就是说,电解一升水,不仅够航天员一天的氧气量,还有残剩。
空间站的水
水也是航天员急需的,所以问题其实就转换当作了,空间站的水是如何包管的?
现实上,空间站的水确实是经由过程货运飞船奉上去的。这些水会装当作一个个“水包”,每个水包都有20升的水,也就是说,一个水包里的水就够22天氧气的供给。不外,这些“水包”并不是用来电解解生当作氧气的,因为这样做其实太华侈了。
宇航员天天在空间站傍边,需要用到良多水,把水送到空间站并不轻易,当作本昂扬。是以,这些水需要被很是高效地操纵。在空间站傍边,有一个水轮回系统。此中,这个系统会把宇航员在工作和糊口顶用失落的水,空气中的水蒸气,甚至是航天员的尿液、汗液、都收集起来,进行废水处置,会进行多次的蒸馏、分手、过滤,最终将这些废水转化为可以饮用的水。然后,再操纵这些水进行电解,获得氧气和氢气,给航天员供给氧气。
这里要弥补一下,供给给航天员的氧气并非是纯氧,而是氧气和氮气的夹杂气体,这本家儿要目标就是为了平安。空间站这样的水轮回系统,就可以最大水平地节约用水。
总结
经由过程空间站的水轮回系统和电解水的体例,只需要货运飞船按期往空间站输送“水包”,就可以确保空间站“水”和“氧气”的供给。除此之外,除了正常的氧气供给之外,空间站上还有一些“备份”,好比:氧气瓶,还配备了氯酸钠和铁的固体粉末夹杂物,只要点燃这个固体粉末,就可以释放出氧气。








