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航天员在空间站生活氧气和淡水如何保证?原来太空也能制造氧气

时间: 2023-09-21 12:15:32 |   作者: 产品展示

  笔者东邪10月16日凌晨,我国神舟13号发射成功,次日三位航天员顺利到达中国空间站。据了解,在此次的航天任务中,三位航天员将在空间站中驻留半年,也就是说他们将在空间站中度过春节。中国人过春节少不了饺子,前段时间央视新闻揭秘了航天员带上空间站的饺子都是定制而成的。能在空间站上吃上一顿饺子,这确实是很多人觉得不可思议的地方。

  实际上航天员能在空间站上生活6个月,这才是最不可思议的地方。因为空间站一般在距离地面400公里的近地轨道上运行,航天员无法从太空中获得氧气和淡水的供给,而他们一天所要消耗的氧气就多达1650升,换算下来半年需要29.7万升氧气,该如何保证航天员对氧气的需求?而且他们生活也需要淡水,那么又该如何保证淡水供应?如何保障空间站中的氧气供应?在中国建设空间站之前,太空中就已经有一个国际空间站了,它是由美国、俄罗斯、日本、加拿大等多个国家共同组建,运行至今已经有20年的历史了。起初科学家们也考虑到了氧气和淡水供应的问题,有人提出压缩氧气,统一打包放到运载火箭上,然后再集中送到空间站去。然而历史上的一次悲剧让科学家们打消了这个想法。

  原来在1967年,美国的阿波罗1号就因为舱内的纯氧环境而发生火灾,火灾起因是一处电路出现火花,迅速引燃了整个太空舱。虽然火势最后被控制住了,但三位美国宇航员还是牺牲了。这个事件之后,输送氧气反而变成了存在风险的方案,那还有什么办法能够供应氧气呢?科学家们想到了让宇航员在空间站上制备氧气,最简单的方法就是电解水。

  水被电解后会产生氧气和氢气,这确实是制备氧气的有效方法,但在地球上这样的解决方法成本比较高,还不如植树造林。但在空间站上,太阳光是可拿来发电的,因此不用考虑用电成本的问题,电解水自然成为了供应氧气的主要方法。但电解水会产生氢气,氢气也是易燃气体,这又该怎么样才能解决呢?

  科学家想到了将二氧化碳和氢气混合反应,然后生成甲烷和水,将水从甲烷中分离出来又能再一次利用,而甲烷就直接排入太空。据了解,电解水在太空中确实有效,一升水就能产生620升氧气,满足航天员一天呼吸所需要消耗的氧气量。但问题又来了,电解水需要水,空间站中的淡水供应又是如何得到供应的?如何保障空间站中的淡水供应?

  据了解,一个水包里有20升水,全部用于制备氧气,所制造的氧气足以保障航天员22天的生存。但如果这些水包并非全用来制备氧气,航天员在别的方面还要使用到水,因此淡水资源还是比较紧张的。为了充分的利用水资源,我国空间站上设计了一个水循环系统,该系统能将舱内被使用过的水分收集起来,例如用于清洁后的水、宇航员的汗液和尿液等。

  这些“污水”经过水循环系统的处理后最终可以转化为可饮用淡水,因此空间站上的氧气和淡水资源在某些特定的程度上实现了交叉循环生成,进一步提升对航天员生活必需资源的保障。总结人类从一开始的仰望天空,到现在的与天并齐,得益于科技的发展。科技发展不仅推动社会劳动力的进步,也推动了整个人类文明向前发展。在科技的帮助下,许多以往只在科幻小说里出现的设计和发明如今已经逐渐走进现实。现在地球的上空已然浮现两个空间站,随着未来慢慢的变多国家的航天实力发展起来,还会有更多空间站出现。

  当人类不再满足于在地球上生存时,人类文明才有机会跨越原来的文明等级,迈向更高的文明台阶。