我国3名航天员要在太空住半年,氧气却源源不断,是从哪来的?
对于地球上大部分的动物而言,氧气和水是必要的生命条件。如果没有氧气和水,地球上的生物基本都活不下去。虽然部分星球的大气层也有氧气,但含量不如地球的大气层。地球大气层的氧气含量约为21%,出了大气层后的外太空,一点氧气都没有。
我国搭乘神舟十三号进入空间站的王亚平、叶光富、翟志刚三位航天员,要在外太空“出差”半年之久。按照计划部署,神舟十三号航天员乘组在轨驻留六个月,可是人的生理活动离不开氧气。
咱们国家的“天宫”空间站,大概在400公里的轨道高度。那个高度就是一片“荒芜”,除了茫茫星空什么都没有。飘在外太空的空间站,能源源不断地供应氧气,为航天员提供生命保障。
那这些氧气是从哪来的呢?老规矩,烦请各位观众老爷动动发财的手,给作者点个免费的赞和关注,谢谢大家。
根据科学家计算的数据,人类一天的正常活动需要消耗550升的氧气,如果进行高强度运动或者工作,消耗的氧气会更多。按照这个数据去计算,我国3名航天员在空间站上,每天一共要消耗1650升氧气。
地球大气层外的真空环境,也不能凭空产生氧气。如何确保空间站的氧气供给呢?很早以前的做法,是通过火箭把压缩氧气运上去。但这个做法并不安全,首先是运输氧气的成本过高,货运飞船往空间站运一次货,基本需要几百上千万的成本。
其次是不安全,运到空间站的氧气一般都是压缩的纯氧,极易被点燃。飞行器工作过程中的某个原件产生的电流或火花,都能将氧气点燃。这对于航天员来说,就是足以致命的灾难。
所以,为了节约成本并确保航天员的安全,运输氧气的做法不太可行,只是作为备用的辅助方案,目前空间站的主
流解决方案是制备氧气。
我国的空间站内,就配备有一整套的循环系统。可以通过电解水的方式,产生氧气和氢气。 而且大概电解1升的水,就能产生620升氧气。也就是说,空间站每天只需要电解3升水,所产生的氧气就足够航天员使用了。
电解产生的氧气主要用于供给航天员使用,那氢气用来干嘛呢?其实氢气会成为另一个循环的一部分。
我们都知道,人吸入氧气之后会呼出二氧化碳。空间站的循环系统会收集航天员呼出来的二氧化碳,并让其与氢气进行反应。二氧化碳和氢气在高温高压的条件下,能反应生成甲烷和水。
甲烷对于航天员来说是废气,并且还是一种易燃气体,最后就直接排放到外太空,不要了。反应产生的水则留下来继续使用,用来制氧或者给航天员日常生活使用。
然而和氧气相比,空间站上的水才算是稀缺资源。尽管在航天员入住之前,货运飞船就已经把部分用水运上去了。但火箭也不可能一次性把半年用的水量运上去,所以空间站还配有水循环系统。
水循环系统可以收集航天员的尿液、汗液、以及平时清理个人卫生使用的水,通过多次的蒸馏、分离、过滤等一系列净化处理之后,再供给航天员使用。有了制氧系统和水循环系统,航天员在空间站内长时间驻留的两个基本生存问题就解决了。
更重要的是,为了让航天员没有后顾之忧。神舟十三号出发之后,我国的神舟十四号就一直处于待命状态,只要有紧急情况,就能立即发射去把我们的航天员接回家。
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