太空中有足夠的可供呼吸氧氣嗎？

國際空間站（通常被稱為ISS），是一個載人航天器，它在離地面200多英里的高度繞地球運行?？晒?-6名宇航員在上面進行研究實驗，以便我們更加了解太空中事物的運作規(guī)律。

國際空間站（International Space Station）

國際空間站是人類有史以來建造的最昂貴的東西。圖源：Wikipedia

顯而易見，國際空間站配有許多生命保障系統(tǒng)，以確保宇航員盡可能舒適的呆在太空中。

人類生存所必備的三樣?xùn)|西分別是水，食物和氧氣。我們已經(jīng)在這篇文章中談?wù)摿擞詈絾T如何在空間站上獲取飲用水，所以接下來我們來聊聊，在離地面如此遠的太空站，宇航員們?nèi)绾蔚玫娇晒┖粑目諝饽兀?/p>

水的電解

電解是國際空間站上“制造”氧氣的主要方法。那么，什么是電解呢？

“電解”是指將電流通過含有離子的溶液，使其化學(xué)分解的過程。因此，水的電解就是將水分解成它的兩個組成部分：氫和氧的過程。

電解水的典型流程圖

仔細想想，地球上的氧氣也來源于水的分解，只不過它不像國際空間站上的水的分解那樣是一個機械的過程。植物，樹木，藻類,藍藻細菌和浮游植物…所有這些有機體都能在進行光合作用(把陽光和水轉(zhuǎn)化為食物的過程)的過程中分解水分子。

我們都知道，水是由兩摩爾的氫原子和一摩爾的氧原子構(gòu)成。當你向水中通入電流的時候，這兩種成分就會分離，然后重新組合成氣態(tài)氫和氣態(tài)氧。（資料）

制氧系統(tǒng)(OGS)是美國宇航局（NASA）設(shè)計的用來電解水生產(chǎn)氣態(tài)氧的機架。通過這種方式產(chǎn)生的氧氣隨后被排到國際空間站的艙內(nèi)大氣中。值得注意的是，OGS是國際空間站ECLSS（環(huán)境控制和生命支持系統(tǒng)）的一部分。

圖中展示的三個ECLSS機架從左到右依次是水回收系統(tǒng)（機架1）、WRS（機架2）和制氧系統(tǒng)（機架3）（圖源：James E. Scarborough/Wikimedia Commons）

ECLSS的另一個重要組成部分是水回收系統(tǒng)(WRS)，它與制氧系統(tǒng)協(xié)同工作。既然國際空間站上的宇航員通過電解水來獲得氧氣，那么這些水是從哪里來的呢?

通過水循環(huán)系統(tǒng)（WRS）！

從國際空間站收集水。

水回收系統(tǒng)(WRS)是ECLSS的一個組成部分，它通過回收再利用宇航員的尿液、

汗液、機艙內(nèi)的其他凝結(jié)水以及艙外活動產(chǎn)生的廢物來提供清潔的水

宇航員們一定有一個源源不斷產(chǎn)生水的水龍頭…他們甚至回收利用自己的尿液。

收集的水顯然已經(jīng)經(jīng)過了嚴格的測試，是絕對純凈的。隨時可以用來支持宇航員、實驗室動物、艙外活動（EVA）和有效載荷活動的日常需求。

這些水還被電解，產(chǎn)生可供呼吸的空氣，來維持船上的生命

加壓氧氣罐

加壓氧氣罐是除了合成可供呼吸的氧氣(即電解水制氧)這一主要方法的備選方案。無人駕駛的貨船載著這些氧氣罐，并把它們送到空間站。這些氧氣罐儲存在空間站里，供必要時使用。

機組人員還可以通過點燃由高氯酸鋰組成的SFOG(固體燃料制氧)罐化學(xué)制氧。每個氧氣罐可以為一名船員供應(yīng)一定的氧氣。

相關(guān)知識

國際空間站是一個在近地軌道上運行的科研設(shè)施，是人類歷史上第九個載人的空間站。空間站的主要功能是作為在微重力環(huán)境下的研究實驗室，研究領(lǐng)域包括生物學(xué)、物理學(xué)、天文學(xué)、地理學(xué)、氣象學(xué)等，目前由五個國家或地區(qū)合作運轉(zhuǎn)，包括美國國家航空航天局、俄羅斯聯(lián)邦航天局、日本宇宙航空研究開發(fā)機構(gòu)、加拿大航天局和歐洲空間局（成員國英國[4]、愛爾蘭、葡萄牙、奧地利和芬蘭沒有參加國際空間站計劃，希臘和盧森堡則是在計劃開始之后加入歐洲空間局[5]）。中華人民共和國曾表達參與國際空間站建設(shè)的意向，但因美國出于政治原因反對其加入以及中方資金、技術(shù)不足等諸多障礙最終未能提交申請[6][7]。

迄今為止，已有來自多國的航天員登上國際空間站執(zhí)行任務(wù)，但均為美國或俄羅斯主導(dǎo)的太空計劃，其中還包括七名太空游客。從1998年11月15日國際空間站第一個部分曙光號功能貨艙發(fā)射升空。到2010年6月，空間站已經(jīng)在軌道上環(huán)繞地球運轉(zhuǎn)了66000圈[8]。截至2018年12月，空間站預(yù)計將運行到2030年[9]。

俄羅斯質(zhì)子號和聯(lián)盟號火箭以及美國航天飛機發(fā)射了國際空間站的主要模塊。負責空間站與地面之間運輸?shù)暮教炱饔卸砹_斯聯(lián)盟號、進步號，美國的龍飛船2號、天鵝號宇宙飛船等。國際空間站最多可承載七名乘員（長時間），大部分實驗設(shè)施也已經(jīng)投入使用。由于大氣阻力和重新啟動等因素的影響，國際空間站的軌道實際高度常發(fā)生漂移。

BY：Ashish

FY: 楊濡冰

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