3名航天员每天需要1650升氧气,任务长达半年,氧气从何而来的?
空间站任务和一般的太空任务不同,宇航员往往需要在太空中待更长的时间,这就表明他们需要更多的氧气补给。
但有资料显示,一名成年人一天所需的氧气大约为550升,那么3名宇航员,就意味着每天需要多达1650升的氧气。
在这为期6个月的时间里,所需的那么多氧气,究竟是从哪里来的呢?看似简单的问题,其实并不简单。
2021年10月16日,我国的长征二号运载火箭,成功将搭载了三名宇航员的“神舟十三号”飞船送往太空。并于早上的6时56分,与空间站组合体完成自主快速交会对接 。
看着宇航员在空间站开始生活和工作,有朋友们关心一个问题,这三名宇航员的氧气从哪里来?空间站储存的恐怕不够用吧?
根据资料显示,一名成年人一天所需的氧气大约为550升,那么3名宇航员,就意味着每天需要多达1650升的氧气。
在这为期6个月的时间里,共所需大概28万升的氧气,这么多氧气,究竟是从哪里来的呢?
众所周知,地球大气层中的氧气来源,主要有2个途径。一是来自我们熟知的光合作用,植物的绿叶在阳光照射下,通过叶绿素将二氧化和水转化为淀粉等有机物,然后释放出氧气;第二个则是来自非生物参与的水的光解反应。
据现代科学研究推测,地球早期的氧气,可能正是来源于水的光解反应。这可能也是在一些没有生命存在的行星上,能发现氧气存在的原因。
对于地球来说,氧气的主要来源,仍然还是来自植物王国的光合作用。
难道空间站中的氧气,也是通过植物与“黑科技”的结合,来产生的?
有朋友在空间站的视频资料中发现,能看到一些植物的存在,太空中之所以会有植物存在的原因,主要还是用于一些科学研究,但它并非是专门用来为宇航员们制造氧气的。而且,仅靠这些作为实验品的植物来说,它们所产生的氧气,是完全不够宇航员们消耗的。
既然不可能通过植物产生,难道是专门运送了氧气罐?
很显然,这也不可能。虽然食物、科研仪器以及宇航员们的生活用品,都是通过“天舟系列”货运飞船运输上去的,但氧气罐却不一样,一个是占的体积大,再一个就是安全隐患大。如果发生意外,那将得不偿失。
曾在1967年的1月27日,“阿波罗1号”太空船就曾发生过一起惨剧。突发的大火飞速蔓延至整个太空船,导致舱内的三名宇航员全部丧生。而据事后调查发现,原来,火灾的起因就是因为一处电线故障产生的电火花,当时的太空船内,近乎是纯氧的环境,由于氧气属于助燃剂,太空船都是电路,所以可以想象,要是发生火灾,那该有多么猛烈。
而且,除了可能出现火灾,也很难保证在运输途中不出现意外。
所以综上所述,太空快递“氧气罐”是不可能的。要考虑好携带、环保可循环等方面,科学家在设计空间站时,就想到了通过电解水产生氧气,是最合适的。
首先,在太空中,拥有多面太阳能板的空间站最不缺的,就是电力了,完全可以称得上是取之不竭。
其次,水作为人类生存的必需品,是肯定会被货运飞船运输到空间站上的。这些被送往太空的水,都被装成了一个个的“水包”,而每个“水包”的重量,能达到20升.一般来说,一升水就可以电解出600多升的氧气,这样下来,三名宇航员每天就只需要电解接近3升的水就可以了,而20升一包的水,制成氧气就够他们呼吸一周了。
不过,这样用水实在是浪费,所以,用于电解的水一般都是废水,比如宇航员们的日常生活中,所产生的洗澡水、尿液、水蒸气、汗液等。他们会将这些废水通过空间站的设备进行处理,在通过多次的蒸馏过滤后,转变为干净的水。这些水一部分再次用于饮用,还有一部分就会被用来电解氧气。这样用水也能降低地面向空间站发送物资的压力,节省不少成本。
不过,有朋友声称,电解水之后,除了产生氧气,还会产生氢气,氢气是易燃易爆气体,这难道不会造成安全隐患吗?
恰恰相反,在太空站中,氢气能起到重要作用。当宇航员们吸入氧气,呼出二氧化碳之后,会有设备收集这些二氧化碳,然后让它与氢气进行反应,又形成甲烷和水。最后将甲烷排出舱外,留下水来使用。
正是因为空间站搭配了强大的水循环系统,再加上宇航员们吃苦耐劳的毅力,才能最大程度地节约每一滴水。
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