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[工程技术]国际空间站的氧气是怎么来的?为什么一直都用不完?

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国际空间站的氧气是怎么来的?为什么一直都用不完?
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航天
宇航员
国际空间站
国际空间站的氧气是怎么来的?为什么一直都用不完?
现在,国际空间站主要通过电解水制氧,加压氧气罐[1]和俄罗斯的 Vika 氧烛[2]备用。“国际空间站的氧气一直用不完”的原因是来自地球的补给。
水回收系统收集航天员排出的尿·呼出的气体所含的大部分的水,净化后循环利用,差额从地球运送补充。历史上一些时期,国际空间站更依赖从地球送水。
图为俄罗斯星辰号服务舱的 3 套 Elektron 电解水制氧设备,以国际空间站的太阳能电池板供电。和平号空间站曾使用同型设备。


Elektron 在国际空间站上多次发生故障、迫使航天员使用加压氧气罐·Vika·货运飞船的氧气储备,2004 年 9 月的一次故障持续十几天、修理后仅 1 天就再次故障,2006 年过热、冒烟、漏出化学药剂,这些问题促使美国另送制氧系统上天。
图为 NASA 在地面上测试 2 套水回收系统和 1 套制氧系统:


By James E. Scarborough - Own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=22037579
制氧系统:


以上制氧系统于 2006 年送上国际空间站,2007 年开始运行,每天可产生 2.3 到 9 千克氧气。起初,设备产生的氢气被排放到太空。2010 年 1 月起,国际空间站电解产生的氢气和航天员呼出的二氧化碳在萨巴捷系统(进行萨巴捷反应的装置,高温+催化剂)里反应产生水和甲烷[3],这样产生的水被送去水回收系统、甲烷被排放到太空。美国制氧系统也出过几次故障、更换了一些部件。
欧洲航天局于 2018 年将实验性的“先进闭环系统/ACLS, Advanced Closed Loop System”送上国际空间站,它通过化学反应将输入系统的半数二氧化碳和氢气反应产生氧气和甲烷,将未反应的二氧化碳和产生的甲烷排放到太空,进一步节约用水。


水回收系统已多次升级,包括配备更高效的尿蒸馏设备。一些航天员打趣说:今天喝的咖啡就是昨天喝的咖啡!
以上设备有一系列泵和离心机,较为复杂。目前在研究更高效、可靠、轻的方法。Vika 氧烛有概率意外起火、造成危险,也在寻找替代品。


1997 年在和平号空间站上意外起火的 Vika
2004 年 9 月制氧设备故障期间,一些美国新闻媒体称国际空间站上有 84 个 Vika,可供 2 名航天员使用 42 天;停靠在空间站上的进步号货运飞船有 28 千克氧气,可供 2 人用 16 天;加压气罐里的氧气可以再用个几十天。
参考^安装在空间站气闸外^NASA 称之为 SFOG/固体燃料氧气发生器,以热分解高氯酸锂放氧^https://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/news/sabatier.html
王亚萍在某期节目中说,她们常开玩笑说,给后边的宇航员留了多少多少再生水。
氧气是什么?O2
二氧化碳呢?CO2
好,现在我们用一个镊子,把二氧化碳里面的C给夹出来了。
看,二氧化碳变成氧气了。
是不是很神奇?
国际空间站的氧气主要是通过水的电解来产生的。


水是由氢和氧两种原子组成的,当水通过电流时,就会分解成氢气和氧气。空间站上有一个叫做氧气生成系统(OGS)的装置,它利用这个原理,将水分解成氧气,并将其输送到空间站舱内。
国际空间站的水哪里来的呢?


中国空间站环控生保系统示意图
一部分是从地球上运送上去的,每次发射任务都会有水补给;
另一部分是通过水回收系统(WRS)来回收利用。水回收系统可以将空间站内的尿液、湿度、冷凝水、宇航员呼吸产生的水蒸气等收集起来,经过净化处理后,变成可以饮用或电解的水。
除了水电解法,国际空间站还有其他的方法来补充氧气:比如使用储存在罐子里的压缩氧气,或者使用俄罗斯的电子系统(Elektron),它可以利用液态化学物质来产生氧气。
所以,氧气是通过多种方式来保证充足和平衡的,为了不让它用完,空间站上还有一些仪器和传感器来监测和调节舱内的氧气含量和压力。
空间站上的空气和地球上的空气有一些不同,主要是由氧气和氮气组成的,但是几乎没有其他的气体,比如二氧化碳、水蒸气、臭氧等。但空气压力也和地球上的海平面相同,101.3千帕。这样可以让宇航员更舒适和安全,避免出现减压病或火灾等危险。
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已失效 
国际空间站上有一些仪器和系统,可以监测和调节舱内的空气质量和温度,也可以回收宇航员呼出的二氧化碳,将其转换为甲烷燃料。
空间站的氧气哪里来?
实在没办法,那就从尿液中分离,你信吗?
单人每天消耗的氧气量约为550升,我国三名宇航员在太空执行任务,180天所消耗的氧气量高达29.7万升,而空间站距离地球的高度大概是400公里,这里基本处于真空状态,大气都十分稀薄,更别提氧气了。
人类生存的三大要素为食物、水、氧气,没有食物,人类可以光喝水,勉强可以支撑几天,但如果没有氧气,人类十几秒钟后就会失去意识,几分钟内大脑就会彻底死亡,当然少部分人可能支撑的久一点,但憋气极限也就20来分钟,本质上没多大区别。


为什么不直接送压缩氧气上去?
1961年4月12日,加加林乘坐东方一号首次进入外太空,这是载人航天历史上具有重要里程碑意义的第一步,但“逛一圈就回来”太烧钱,所以各国开始提出“空间站计划”。
以国际空间站为例,16个国家在1993年开始建造,90年代末开始投入使用,算算时间,也要约20年,里面是如何保证时时刻刻都有氧气的呢?
有人说,直接运送压缩氧气上去不就完事了吗?


那或许送的不是氧气,而是命了,1967年1月27日,阿波罗1号太空船在测试时,突然发生火灾,几秒后,火势迅速蔓延,14.7秒后,舱内温度就超过了550℃。
里面的宇航员不停在喊“火”、“放我们出去”等之类的话,但是阿波罗的舱门极其复杂,在火势蔓延的情况下,要让宇航员在短时间内开启舱门,几乎不现实,况且飞船内部空间相对独立,火焰燃烧后内外气压不同,外界大气牢牢把舱门“按住”,就这样三名宇航员被活活烧死在舱内。
随后技术人员通过4分55秒打开了舱门,而消防队赶到的时间是9分钟后,所以不管哪种情况,都救不了里面的宇航员。


当技术员打开舱门后,里面的景象瞬间惊呆了众人,只见三人的遗体和宇航服,都熔铸在了一起,分都分不开,因为宇航服中含有大量的尼龙材料,飞船内部也存在大量泡沫和塑料,于是在高温下,就这样熔铸在了一起,场面十分骇人。
后来经过排查,发生此次故障可能是座底下的线路发生了短路,线路的外层是特氟龙材质,内部是铜线,镀了一层银,但是不知道出了什么意外,这条导线的外皮被划开了,而恰巧旁边冷却管破了,里面的乙二醇滴到了电线上,电线短路提供热量,乙二醇和金属发生反应,本来这次意外并不会酿成什么大灾难,基本就是电路火花之类,但不巧的是纯氧环境,氧气是助燃剂,一点火花都能升级成滔天火势。


直接运纯氧上去,存在极大的安全隐患,如果整个过程也出现一丝火花,但岂不是又有可能酿成悲剧?
空间站的氧气从何而来?为什么几十年还没耗尽?
1.货运飞船会定期运送物资到空间站,其中就包括制氧产品
目前我国执行空间站运输物资任务的是天舟二号,长度为10.6米,最大直径为3.35米。
天舟二号可分为货物舱和推进舱,推进舱负责提供动力,货物舱负责运输物资,一般每次天舟二号执行任务,货物重量大概为4.7吨,其中有提前给航天员准备的舱外航天服、任务装备、生活物资、科研物资等等,相比于传统货运飞船的2天耗时,我国天舟二号全程仅需要6个多小时,就能完成运输物资任务。


在众多物资中,就有部分是氧气罐,这些氧气罐送到空间站后,并不会立即使用,而是存放起来以备不时之需。
此外也有很多是高氯酸锂组成的SFOG(固体燃料制氧)罐,点燃后通过化学反应,可以获得氧气。
或者说用氯酸钠和铁粉在点燃后,同样可以生成氧气,这些在航天圈被称为“氧气蜡烛”。
反应方程式:NaClO3 + Fe +点燃 = O2 + NaCl + FeO


2.通过电解水的方式获得氧气
地面国家会通过货运飞船,定期向空间站输送水包,每个水包内有20升水,而一升水通过电解的方式,可以获得620升的氧气。
电解水设备所需的电能,由太阳提供,水被电解后会产生氢气和氧气,其中氢气会留着继续用,氧气则提供给宇航员,供日常呼吸之用。
正常一个成年人每天要消耗550升氧气,而一升水被电解后可产生620升氧气,也就是说,一个20升的水包,可以解决一个宇航员22天的供氧难题。


但是,光从地面源源不断的往空间站运送水包也不现实,毕竟每一次出动货运飞船,成本都很高,所以就奔着节约的目的,从废水中重新提取干净的水。
通俗点讲,宇航员在空间站内所产生的任何液体,都可以被收集起来二次利用,例如汗液、尿液等等,甚至可以是眼泪。
而从宇航员皮肤表层蒸发在空中的水蒸气,也会被空间站的冷凝功能所“捕获”,基本上一个空间内在废水回收方面,效率也高达93%,废水经过多重蒸馏、分离以及过滤等过程后,将被净化成干净可饮用的水继续使用,可以喝,也可以用来电解生成氧气。


再来讲讲电解水过程中产生的氢气,氢气虽然危险,但可以跟宇航员所呼出的二氧化碳结合,得到水跟甲烷。
宇航员在空间站内生活,万变不离其中还是普通人,所以人体也会产生废气,例如硫化氢、氨气等,为了保障空间站内空气的清新度,间站中有一套完善的环境控制与生命保障系统,这些废气会跟其他气体,例如甲烷、二氧化碳等,一同被排出空间站,从而保障宇航员身心舒适。


所以总的来讲,国际空间站虽然投入使用了约20年,但从化学角度出发,氧气并没有多么珍贵,反而很容易被制造出来,再加上循环利用,以及地面的运输,只要一切正常运作,空间站内的氧气是不会耗尽的。
天宫用的电解制氧,国博在举办航天展,有维生设备的内部展示,可以去看下。
觉得糊可以点击查看原图


































中国已经完成了空间站一条龙服务。
宇航员呼出的二氧化碳可以做淀粉,做成米粉。
用宇航员的尿液提纯出水,一部分用来洗漱,一部分用来电解。电解水一部分离出氧气,氢气做燃料。
只用带点牛油和辣椒花椒,在空间站里就可以吃着火锅唱着歌把任务完成了
循环使用,又有补充,所有看似源源不断。
额 你们都在说尿液的回收利用,那么大便呢?带回来么 还是直接排太空里了?
看上面的回答都是电解水制氧,那么副产物氢气会回收作为燃料利用吗?
不止生成氧气,还要去除二氧化碳吧?那么二氧化碳要怎么去除呢?
科技水平还达不到直接将二氧化碳分解成碳和氧吗?
用太阳能发电,有电就可以用上各种设备循环利用水等等的物质。
国际空间站(ISS)是一颗载人卫星,它在距离地面200英里以上的高度上环绕地球运行。在任何特定的时间里,它都能容纳5-6名宇航员进行大量的实验,进行研究和探索,并做一些其他的事情来增加我们对太空中事物运作规律的了解。
国际空间站((International Space Station)


国际空间站是至今人类建造过最昂贵的东西。(图片来自:sciabc)
显而易见,国际空间站上有许多生命保障系统,以确保宇航员能够尽可能舒适的呆在太空中。
人类生存所需要的最重要的三样东西是水、食物和氧气。我们已经在这篇文章中讨论了宇航员如何在国际空间站上获得饮用水,所以现在该谈谈宇航员在远高于地球表面的地方是如何获得空气的了。
水的点解
电解是国际空间站“制造”氧气的主要方法。那么,电解是什么意思呢?
“电解”是指将电流通过含有离子的液体或溶液而使其发生化学分解的过程。因此,电解水就是将水分解成它的两种组成成分——氢和氧的过程。
电解水


电解水的典型示意图。
如果你仔细考虑一下,我们在地球上呼吸的氧气也来自于水的分解,只不过这不是一个像在国际空间站上电解水的机械过程。植物、树木、藻类、蓝藻和浮游植物……所有这些生物都能在进行过合作用(将阳光和水转化为所需的物质和能量的过程)时分解水分子。
我们知道,水是由两个氢原子和一个氧原子组成的。当你向水中通入电流的时候,这两种成分会分离并重组为氢气和氧气。


(图片来源:百度)
制氧系统(OGS)是由美国宇航局(NASA)设计用于电解水产生氧气的支架。以这种方式产生的氧气随后被排放到国际空间站的舱内大气中。需要注意的是,OGS是国际空间站ECLSS(环境控制和生命支持系统)的一部分。
3个ECLSS机架


(图片来源:sciabc)
从左至右依次为水回收系统(机架1)、WRS(机架2)和制氧系统(机架3)。(图片来源:詹姆斯·E·斯卡伯勒/维基公共媒体)
ECLSS的另一个重要组成部分是水回收系统(WRS),它与制氧系统协同工作。问题来了,国际空间站上的宇航员通过电解水获得氧气,那么这些水是从哪里来的呢?
进入WRS!
从国际空间站收集水


(美国宇航员尝试修复国际空间站水回圈系统。图片来源:baidu)
水回收系统(WRS)是ECLSS的一个组成部分,它通过回收舱内机组人员的尿液、汗水、机舱内的其他冷凝液以及舱外机器活动产生的废物来提供清洁的水。
这些水被用来电解,产生可供呼吸的空气来维持船上的生命。
加压氧气罐


(图片来源:sohu)
加压氧气罐是合成可呼吸氧气(即电解水制氧)这一主要方法的后备办法。无人驾驶的货船载着这些氧气罐,并把它们送到空间站。这些油箱储存在空间站,必要时随时使用。
机组人员还可以通过点燃由高氯酸锂组成的SFOG(固体燃料制氧)罐来进行化学制氧。每个碳罐可以为一名船员提供有限的氧气供应。
BY: Ashish
FY: 草官
如有相关内容侵权,请在作品发布后联系作者删除
转载还请取得授权,并注意保持完整性和注明出处
选文:天文志愿文章组-
翻译:天文志愿文章组-草官
审核:天文志愿文章组-
终审:天文志愿文章组-零度星系
排版:天文志愿文章组-零度星系
美观:天文志愿文章组-
参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3.原文来自:3.原文来自:http://sciabc.us/AI8Dx
本文由天文志愿文章组-草官翻译自文章作者Ashish的作品,如有相关内容侵权,请在作品发布后联系作者删除。
注意:所有信息数据庞大,难免出现错误,还请各位读者海涵以及欢迎斧正。
只有会光合作用才能做宇航员,这你不会都不知道吧
嘘嘘
因为空间站里有这样的设备:


欸,蓝星最强货运飞船刚刚给中国空间站送完水果。知乎总能找补找补,对冲对冲。


国际空间站上制造氧气主要是通过氧气发生器来完成的,如:俄罗斯制造的电解氧发生器(Elektron)和美国环控生保系统(ECLSS),Elektron位于“星辰”号服务舱,而ECLSS位于“命运”号实验舱,这些设备通过电解过程利用水来制造氧气。在电解过程中,电流穿过水从一个带正电的电极(被称为阳极)到另一个带负电的电极(被称为阴极)。由于水本身是电的不良导体,所以水中含有低浓度的盐分。在这一过程中,水被分解为氢气和氧气。
电能是由空间站上的太阳能电池板产生的,通过空间站的电网输送到氧气发生器中;水是通过“进步”号货运飞船和航天飞机从地球运送到空间站的。航天员呼出水蒸气,因此也可以利用冷凝器把水从舱内空气的水蒸气中回收。
最终,通过ECLSS装置,还可以把水从航天员的尿液中回收。电解过程中产生的氢气被排放到太空,氧气则输入到舱内空气中参与循环。
第二种方法是携带高压氧气瓶,氧气不是制造出来的,而是从地球输送到空间站的。当欧洲自动转移飞行器(ATV)、“进步”号货运飞船或美国的航天飞机在空间站实现对接的时候,它们为可以高压气瓶补充氧气。此外,这些飞行器也可补充高压氮气。空间站上的大气控制装置按照地球大气的组成比例动态调整舱内气体组份。
第三种方法是通过化学反应来制造氧气的备用系统,该系统被称为固体燃料氧气发生器(SFOG),位于国际空间站的“星辰”号服务舱中。SFOG也被称为氧烛或氯酸盐蜡烛,燃料罐内装有粉状氯酸钠(NaClO3)和铁粉(Fe)的混合物。当SFOG被点燃之后,铁粉在1112°F(600℃)时发生“燃烧”现象,为反应提供所需的热能。氯酸钠分解成氯化钠(也就是食盐,NaCl)和氧气(O2),其中的一些氧气与铁结合生成氧化铁(FeO):
NaClO3(s)+ Fe(s)→3O2(g)+ NaCl(s)+ FeO(s)
每千克混合物通过SFOG能够提供6.5人·小时的氧气,俄罗斯的宇航服也使用SFOG来制造氧气。
在地球上,植物可以通过光合作用来清除二氧化碳。植物吸收二氧化碳,释放氧气。然而在航天飞机中,必须通过化学过程将二氧化碳从机舱的空气中去除。大多数航天飞机仅仅依靠含有粉末状氢氧化锂的过滤器来清除二氧化碳:当含有二氧化碳(CO2)的空气通过过滤器时,二氧化碳就会与氢氧化锂(LiOH)结合,生成碳酸锂(Li2CO3)和水(H2O):
CO2 (g) + 2LiOH (s) → Li2CO3 (s) + 3 H2O (l)
一旦所有的氢氧化锂用完,就必须将过滤器丢弃并更换成新过滤器。
氢氧化锂过滤器并不是太空中解决二氧化碳问题的唯一办法。国际空间站仍在使用氢氧化锂过滤器,但是空间站上还有一项新技术——利用分子筛来吸收二氧化碳。消防员和矿工使用的SCUBA呼吸器和个人氧气装置也必须要清除二氧化碳,其中一些呼吸器使用了氢氧化锂过滤器,但是其他呼吸器利用的是涉及超氧化钾(KO2)的化学反应。当超氧化钾跟来自人类呼吸的水蒸气(H2O)和二氧化碳(CO2)结合时,就会吸收二氧化碳并产生氧气和碳酸氢钾(KHCO3):
4KO2 (s) + 4CO2 (g) + 2H2O (g) → 4KHCO3 (s) + 3O2 (g)
反应会产生热量,因此人们知道超氧化钾什么时候用完,用完后温度就不再上升。该系统还有额外的优势:既能供应氧气,又能清除二氧化碳。
在国际空间站上,美国命运实验室和3号节点舱包含着二氧化碳清除组件(CDRA),CDRA系统是利用分子筛技术来清除二氧化碳的。这里利用的分子筛是沸石——二氧化硅和二氧化铝的晶体,这种晶体的排列呈细微的网孔状,网孔的开口大小一致,允许某些分子进入其中,被分子筛捕获。CDRA系统有四层,由两种不同的沸石构成的,13x沸石吸收水,5A沸石吸收二氧化碳。当空气通过13x沸石层时,水分被截留下来,水分就从空气中被清除出去;干燥的空气进入5A沸石层时,二氧化碳被捕获并被清除出去。然后,冒出来的空气就是干燥、不含二氧化碳的气体了。
跟用完后就被废弃的氢氧化锂过滤器不同,CDRA系统中的沸石可以重复利用。沸石层内的电子加热元件可以使沸石升温,将捕获的水蒸气和二氧化碳释放掉。二氧化碳被排放到外太空,而水蒸气经过凝结之后被回收使用。CDRA系统设有独立的控制装置,系统的一半主动地从空气中清除二氧化碳和水分,同时另一半进行回收利用,两部分交替发挥用。CDRA系统是国际空间站从舱内空气中清除二氧化碳的主要方法,而氢氧化锂过滤器是当作备用系统的。
2010年10月,国际空间站上安装了一个被称为“萨巴蒂尔(Sabatier)”的新系统,这个系统吸收CDRA系统清除的二氧化碳(CO2),将其跟氢气(H2)结合,生成液态水(H2O)和甲烷气体(CH4),然后甲烷可以排放到外太空。该系统所利用的氢气是由俄罗斯电解氧发生器(Elektron)和美国环控生保系统(ECLSS)的水电解系统产生的。
这个回答很专业。以前我仅仅以为是带压缩空气上空间站的。
2010年国际空间站进入全面使用阶段。
2021年6月17日18:48,我们国家的三位航天员先后进入天和核心舱,这标志着中国人首次进入自己的空间站。
目前的空间站估计可以分成两类,一类是国际空间站,一类是中国空间站,但无论是哪一个空间站,都迫切地需要解决一个问题,氧气问题。
大家都知道空间站距离我们特别遥远,如果把地球上的氧气源源不断地运送到空间站,中间所需要耗费的时间成本是极大的,更重要的是可能这一波空气还没有送过去呢,上一波空气就已经用完了。


那么空间站是如何让空间站的内部工作人员有氧气可以呼吸的呢?今天这一篇文章非常有趣,我也整理了很多的资料,希望大家能够多多支持。
第1点,人类的呼吸速度频率以及所需总量
要注意在我们的生活当中,空气并不是纯粹的氧气,如果空气是纯粹氧气的话那肯定不行,除了氧气之外还有氮气以及其他的气体。


同理,我们人类吸入的是氧气,呼出的是二氧化碳,而这里的吸入和呼出也不是纯氧气和纯二氧化碳,而是氧气所占比例较多以及二氧化碳所占比例较多,仅此而已。


每一个人的呼吸频率不同,正常的成年人呼吸频率为每分钟12次到20次上下浮动。呼吸速度过快或者过慢,都有可能引起非正常的问题以及身体的异常。
如果按照这个频率和数据进行类推,那么一个正常的成年人,每天吸入的空气应该在20公斤上下浮动,而在这些公斤左右的空气当中,大约有1千克上下浮动的氧气,会被人耗费掉。
这是一个数量非常庞大的数字,而我们之所以没有太大的体会,是因为神奇的大自然能够净化我们呼出的二氧化碳,同时源源不断的生产出氧气来。在数百万年甚至数千万年的时间里面,大自然形成的微妙平衡得以保持,所以我们自身并没有太大的体会。
换句话来说,我们之所以可以不做体会,是因为我们无需顾虑,我们身处在一个偌大的自然当中,在自然界当中形成的很正常的动态平衡,能够让我们得以呼吸正常,但是在空间站当中的航天员们呢?大家有没有考虑过这个问题?


如果我们这里单纯讲,在航天员所在的空间站当中,每天来回往返运输21千克左右的空气,它所需要付出的成本有多大?不说空气是否能压缩以及压缩之后是否会有其他变化,单纯的这20千克的物品来回的传递所需要耗费的巨大能量,都足以让一个中小型国家把家底掏干。就更不用说空间站上有三个人,5个人甚至有更多人。
所以这基本阻断了人为往空间站上输送氧气的可能,说得再直白一些,如果源源不断的氧气从地球运动到空间站,即便是举全球之力,恐怕也支撑不了多少年,因为这中间的巨大花销是极大的,而且各种成本是极其不可控的。
所以问题的关键就来了,空间站上的氧气是怎么来的呢?
第2点,空间站上的氧气问题
在我们中学时期有一堂课叫做化学课,在化学课上我们清晰的了解,水的组成成分是由H2O组成的,而水是可以通过剧烈的电解水反应来制取少量的氧气,并且在实验阶段是完全可行的。
一旦当我们了解了这个化学方程式,那就更容易理解太空站当中的氧气是怎样出现的了,H2O无论通过电解或者其他的化学反应,最终每两个水分子就可以自动生成两个氢气以及一个氧气。
而根据目前已知的数据以及部分地方公布的数据来看,一升水通过完全电解之后,所获得的氧气能够在600升以上。


这个氧气标准意味着什么呢?在之前的数据比对当中,我们能够发现一个正常的成年人所需要的氧气,而把这一部分氧气折算成所需要多少升氧气的时候,预估会在550升左右,也就是说只需要一升水就足够一个成年人一天所需要的氧气的总消耗量。
所以我们再回过头来看一下,往空间站当中运送一升水难度很大吗?当然这个难度也不小,但是要远小于运送几十公斤的空气,难度要小得多。
毕竟前一段时间大家也都看过空间站上甚至有飞行员在吃苹果。这也足以说明现阶段的科技力量已经突飞猛进,往空间站送各种各样美味的食物来让飞行员达到营养均衡,早已经不是梦想。
既然如此,往空间站当中运送水,一般的国家也能够承担得起,且不需要耗费太多的人力物力财力。
第3点,空间站上的水循环问题
虽然上述的方式通过科技手段完全可行,但是也不太可能每天都往空间站上频繁地运送大量的水,毕竟这一部分资源的消耗量也极其庞大,所以空间站自身也会形成一个有效的内部循环。
首先空间站需要对水进行分解,而对水分解就需要用到电能,电能除空间站本身自带电能之外,更重要的是空间站所能够吸收的太阳光以及其他功能所产生的电量,所以空间站本身的电能如果合理合规的运用,理论上来说会在一个可控的范围之内。


但是问题的关键在于水资源非常的紧缺,或者非常的有限,原则上来说不存在,且不会存在浪费水资源的情况,更重要的是如果往空间站运送三公斤左右的水,那这些水绝对不能全部电解成为氧气,因为人是需要使用水源的同时一些其他方面也需要用到水。
所以为了保证空间站上的人员,能够呼吸到干净的氧气,或者能够有空气呼吸,氧气是必须配备的,水资源也是必须配备的,但这个水资源显得有些不足,而且水资源原则上来说配备的过程中也需要有余量。
再结合各种经济效益问题就出现了另一个不可控且必须出现的情况叫做水循环。
无论是吸入氧气之后变成了二氧化碳,还是通过饮用水,最终这些水通过某些方式排出体外这一部分水都会进入循环体质当中,最终保证水的源源不断的进行循环。
但是大家也大可放心,在空间站当中的水循环,其干净卫生标准必然是达标的。而空间站当中的保障系统也能够有效地清除空间站当中的废气,包括但不限于氨气、硫化氢等废气,并且提供一个合适的空气比例。


当然在空间站当中有以上的电解水还是远远不够的,毕竟如果有突发状况,必须要有能够应急的氧气来提供呼吸,所以对于空间站而言,存在一些加压的氧气罐以及固体燃料氧气发生器还是非常有必要的。
这中间必然会触及到化学反应方程式,我就不多讲了,简而言之通过剧烈的反应能够生成大量的氧气来供空间站当中的宇航员呼吸。
在人类的历史发展征程当中,对外探索一直在驱动着人类社会的不断进步,此处的对外探索,不但包括努力探索太空探索和海洋探索以及其他未知领域的探索。
而空间站的出现,能够让人类更多、更长时间在地球以外的区域进行持续不断地探索,满足人类好奇心的同时,也在尽最大可能推动着人类的进步。
向国际空间站、国内空间站、空间站上的航天员以及背后的科学家们致以崇高的敬意。
这。。初中化学题啊。。
理论上包括不限于电解水,过氧化钠,用过的水分离纯化等等。,
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加:2024-01-24 11:01:08  更:2024-01-24 11:12:30 
 
 
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