空間站任務和一般的太空任務不同,宇航員往往需要在太空中待更長的時間,這就表明他們需要更多的氧氣補給。
但有資料顯示,一名成年人一天所需的氧氣大約為550升,那么3名宇航員,就意味著每天需要多達1650升的氧氣。
在這為期6個月的時間里,所需的那么多氧氣,究竟是從哪里來的呢?看似簡單的問題,其實并不簡單。
2021年10月16日,我國的長征二號運載火箭,成功將搭載了三名宇航員的“神舟十三號”飛船送往太空。并于早上的6時56分,與空間站組合體完成自主快速交會對接 。
看著宇航員在空間站開始生活和工作,有朋友們關心一個問題,這三名宇航員的氧氣從哪里來?空間站儲存的恐怕不夠用吧?
根據資料顯示,一名成年人一天所需的氧氣大約為550升,那么3名宇航員,就意味著每天需要多達1650升的氧氣。
在這為期6個月的時間里,共所需大概28萬升的氧氣,這么多氧氣,究竟是從哪里來的呢?
眾所周知,地球大氣層中的氧氣來源,主要有2個途徑。一是來自我們熟知的光合作用,植物的綠葉在陽光照射下,通過葉綠素將二氧化和水轉化為淀粉等有機物,然后釋放出氧氣;第二個則是來自非生物參與的水的光解反應。
據現代科學研究推測,地球早期的氧氣,可能正是來源于水的光解反應。這可能也是在一些沒有生命存在的行星上,能發(fā)現氧氣存在的原因。
對于地球來說,氧氣的主要來源,仍然還是來自植物王國的光合作用。
難道空間站中的氧氣,也是通過植物與“黑科技”的結合,來產生的?
有朋友在空間站的視頻資料中發(fā)現,能看到一些植物的存在,太空中之所以會有植物存在的原因,主要還是用于一些科學研究,但它并非是專門用來為宇航員們制造氧氣的。而且,僅靠這些作為實驗品的植物來說,它們所產生的氧氣,是完全不夠宇航員們消耗的。
既然不可能通過植物產生,難道是專門運送了氧氣罐?
很顯然,這也不可能。雖然食物、科研儀器以及宇航員們的生活用品,都是通過“天舟系列”貨運飛船運輸上去的,但氧氣罐卻不一樣,一個是占的體積大,再一個就是安全隱患大。如果發(fā)生意外,那將得不償失。
曾在1967年的1月27日,“阿波羅1號”太空船就曾發(fā)生過一起慘劇。突發(fā)的大火飛速蔓延至整個太空船,導致艙內的三名宇航員全部喪生。而據事后調查發(fā)現,原來,火災的起因就是因為一處電線故障產生的電火花,當時的太空船內,近乎是純氧的環(huán)境,由于氧氣屬于助燃劑,太空船都是電路,所以可以想象,要是發(fā)生火災,那該有多么猛烈。
而且,除了可能出現火災,也很難保證在運輸途中不出現意外。
所以綜上所述,太空快遞“氧氣罐”是不可能的。要考慮好攜帶、環(huán)保可循環(huán)等方面,科學家在設計空間站時,就想到了通過電解水產生氧氣,是最合適的。
首先,在太空中,擁有多面太陽能板的空間站最不缺的,就是電力了,完全可以稱得上是取之不竭。
其次,水作為人類生存的必需品,是肯定會被貨運飛船運輸到空間站上的。這些被送往太空的水,都被裝成了一個個的“水包”,而每個“水包”的重量,能達到20升.一般來說,一升水就可以電解出600多升的氧氣,這樣下來,三名宇航員每天就只需要電解接近3升的水就可以了,而20升一包的水,制成氧氣就夠他們呼吸一周了。
不過,這樣用水實在是浪費,所以,用于電解的水一般都是廢水,比如宇航員們的日常生活中,所產生的洗澡水、尿液、水蒸氣、汗液等。他們會將這些廢水通過空間站的設備進行處理,在通過多次的蒸餾過濾后,轉變?yōu)楦蓛舻乃。這些水一部分再次用于飲用,還有一部分就會被用來電解氧氣。這樣用水也能降低地面向空間站發(fā)送物資的壓力,節(jié)省不少成本。
不過,有朋友聲稱,電解水之后,除了產生氧氣,還會產生氫氣,氫氣是易燃易爆氣體,這難道不會造成安全隱患嗎?
恰恰相反,在太空站中,氫氣能起到重要作用。當宇航員們吸入氧氣,呼出二氧化碳之后,會有設備收集這些二氧化碳,然后讓它與氫氣進行反應,又形成甲烷和水。最后將甲烷排出艙外,留下水來使用。
正是因為空間站搭配了強大的水循環(huán)系統,再加上宇航員們吃苦耐勞的毅力,才能最大程度地節(jié)約每一滴水。