空间站中的氧气，为何感觉永远用不完，究竟是从何而来？
发布时间：2023-01-13 15:00:18 所属栏目：动态 来源：互联网
导读： 在近几个世纪以来，随着人类文明的发展和进步，在各个领域之中，人们都已经取得了突破性的进展。到了上个世纪六七十年代，美苏两国的太空竞赛，更是让太空领域也逐渐发展到一定的程度。
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在近几个世纪以来，随着人类文明的发展和进步，在各个领域之中，人们都已经取得了突破性的进展。到了上个世纪六七十年代，美苏两国的太空竞赛，更是让太空领域也逐渐发展到一定的程度。只不过在那个时候，由于我们国家的工业发展限制，中国在太空领域仅仅只是停留在起步阶段。 好在经过几十年的努力追赶之后，如今的中国已经成为世界上为数不多的航天大国。尤其是中国天宫计划的启动，也标志着我们国家终于有了自己的空间站，相关的太空研究，也终于可以依靠中国力量自己完成。然而让不少人疑惑的是，在太空这个无比巨大的真空环境之中，空间站中的氧气感觉好像永远用不完，这些氧气究竟从何而来？ 空间站 在了解这个问题之前，我们不妨先了解一下什么是空间站，它的工作原理又是什么？事实上，空间站又被称之为空间站，与火箭的区别之处就在于，空间站可以长期停留在地球外层空间之中。而和卫星之间的区别则在于，各国宇航员们也能够在空间站中停留休息并进行相关的太空实验 在现有的地外空间站之中，国际空间站预计将会在2028年退役，而中国的天宫空间站依旧在不断完善之中。今年4月，天宫空间站的核心舱以及首个舱段组成部分已经成功进入预定轨道。可以预见的是，在未来很长一段时间里面，中国空间站都会是地外太空空间站的主角。 对于绝大多数人而言，其实都知道空间站的具体作用是什么，对人类的发展意义又体现在什么地方。可很少有人知道，早在1869年的时候，名为EverettHale的作家就曾经描写过一篇名为“用砖搭建的月球”的文章。 在那之后，苏联火箭专家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基以及赫尔曼·奥博特也提出过空间站的猜想。只可惜在美苏两国最初的太空竞赛中，由于科学技术的限制，空间站未能建造成功。直到1971年礼炮一号成功发射升空，人类历史上的首个空间站才终于出现在世人眼前。 就目前已有的空间站居住功能来看，其实始终存在着很大的缺陷。除去内部狭窄密闭的空间之外，太空中高辐射以及失重等问题，也会对航天员造成极大的影响。 在很多人的想象之中，失重场景似乎十分有趣。可事实上，如果没有经过专业训练以及强硬的身体、心理素质，普通人根本坚持不了多久。正因如此，如何保证在空间站中工作的宇航员们的安全，就成了各个国家首要关注的问题。 除此以外，维持生命的基本前提：水、食物以及氧气同样需要科学家们给予支援。那么究竟是什么方法，才会让人们感觉空间站中的氧气永远用不完呢？ 空间站的氧气来源 其实这个问题的答案很简单，以国际空间站中获取氧气的方式为例，宇航员们就一直都通过电解水的方式来获取氧气。 从水的化学式中H2O可知，水由氢原子和氧原子组成，通过电解之后，宇航员们就能够轻易得到氢气和氧气。在得到这两种完全不同的气体以后，氢气会被当做废气排放而出，氧气则会被宇航员们用于吸收呼吸等用途。 不仅如此，在电解水的时候，电能完全是由太阳能电池板提供的。在这样的情况下，空间站完全处于没有损耗的状态之中，只要用充足的水量，氧气自然一直都用不完。 需要注意的是，在很多人的想象中，一带水中蕴含的氧气数量并不多。可事实上，如果将一升水完全电解，最终大约可以获得620升的氧气。而以我们普通人每天呼吸消耗的氧气来看，每天大概会消耗550升左右。 这也就意味着只需要电解一升水，就能够确保一位宇航员一天的氧气需求。可在这之后，依旧会有人表示疑惑，一升水的数量在地球上或许算不了什么，可在太空空间站之中，绝对是用一点少一点，宇航员们真的可以坚持那么久的时间吗？ 经过数十年的发展，科学家们也早已想到了两种解决方案。其一是定时对太空空间站进行资源补充，其二则是用先进的循环利用系统无限延长各类资源在太空中的使用资源。 定时补充 以国际空间站为例，其实之前就经常会借助各类运载火箭飞船的帮助，携带大量的物资到太空之中与国际空间站对接。在对接之后，这些物资就可以让宇航员们再次坚持很久的时间。 当然，对于补充物资的时间也有一定的要求，当空间站中的物资数量下降到一定程度的时候，地面火箭就必须开始准备提供物资支持。像曾经俄罗斯的一艘货运飞船以及美国的一艘私人货运飞船，都因为食物原因没能如此送达，这导致空间站中的宇航员不得不“缩衣节食”，尽可能的等待第二批救援物资到来。 除此以外，其实根据以往的物资运送数据来看，每一次补充都意味着太空空间站完全可以焕发新生。 举一个简单的例子，当初俄罗斯联邦航天署在向空间站运送物资的时候，其重量就足足达到了2300多公斤。对于空间站中的几位宇航员来讲，这些物资甚至能够坚持到他们完成任务回到地球。 循环利用系统 在定时补充之后，空间站中无比先进的循环利用系统也是宇航员们维持生命的重要保障。而在循环利用系统之中，最知名的一个科技手段便是将废水回收利用，并经过循环过滤系统以后，重新成为人们可以使用的水资源。 像宇航员们在太空中使用的洗漱水、尿液等等，都会在特定的仪器中收集起来。在经过尿液处理组件、水处理组件以及氧再生组件等仪器处理以后，重新回到宇航员手中。 也正因如此，在不断的循环过程中，除去用于制造氧气的水被无奈的消耗掉以外，其他的水资源都能够一直被持续的利用着。在这样的情况下，地面补充资源时，只需要补充用于制造氧气的水资源，即可让空间站中的氧气源源不断的产生，一直都用不完。 值得一提的是，其实不仅是在太空空间站中，在现代核潜艇中，科学家们也在尝试相同的水资源、氧气制造方法。对于生活在两个不同机器中的人员来说，他们所面对的环境和身心压力其实都是一样的。在这样的情况下，如何确保外界环境的稳定，就成了保证宇航员以及潜艇战斗人员们身心健康的重要保证。 当然，就目前的科技手段来看，人类在转化循环系统已经补给运送方式上面，还有很大的进步空间。也许在不久的将来，当地球与太空空间站能够建立更加稳定的联系时，人们便再也不用担心空间站中会出现任何意外。 到了那个时候，或许只需要一架航天飞机，人们就能够将宇航员们所需的各种物资送达，就像我们日常生活中的快递一样。这样的场景尽管遥远，但绝对值得期待。 为什么不能用液态氧 在了解了相关的运行模式以后，或许有人会问，为什么不直接送液态氧气到太空之中呢？一瓶氧气罐提供的氧气，怎么也比电解水提供的氧气更加直接。在相应的资源节约以后，科学家们不就有精力去解决其他问题了？ 单从想法上来说，这样的想法并没有任何错误，毕竟我们的最终目的都是为了给宇航员们提供充足的氧气。只可惜液态氧的特性，注定它无法为宇航员们在空间站中生活提供任何帮助，甚至还很有可能对空间站宇航员们的生命安全构成严重威胁。 要知道液态氧尽管经常出现在航天工业中，但它的作用完全是一种重要的氧化剂，通常和液态氢或者没有搭配使用，根本不会用来提供氧气。 除此以外，在空间站中使用液态氧，还有以下几方面的危害。首先是强烈的助燃特性以及爆炸危险性。在助燃性上面，一旦液态氧不小心泄露并和其他燃料接触，最终必然会引发极大的火灾。在空间站中，想要扑灭这种程度的火灾，其困难程度远超常人想象。 而在爆炸危险性上面，所有可燃物质，无论气体、液体还是固体，只要和液态氧混合，就有极大的可能性出现爆炸。而爆炸的诱因很有可能来自静电、机械撞击、电火花等毫不起眼的事情。一旦操作失误，最终给宇航员们带来的就是致命的打击。 更重要的是，由于液态氧的浓度极高，宇航员们根本不可能有任何使用的机会。一旦液态氧在太空空间站中发生泄漏，即便没有爆炸或者火灾等事件发生，宇航员们也有可能会面临氧中毒的危险。 其实有关于太空空间站中的氧气，人们完全不用太过担心。除去电解水获取氧气的方式之外，科学家们还在空间站中准备了一些加压的氧气罐以及固体燃料氧气发生器。在这两种方式的保障下，宇航员们很少会面临缺氧的情况。 值得尊敬的宇航员 其实只要了解宇航员们工作的场景以及工作的基本方式以后，每个人都应该对宇航员们致以最崇高的敬意。试想一下，即便在正常情况下，让一个人在一个密闭的空间中持续工作一定的时间，也很少有人能够坚持过去。 在探索太空的进程中，总需要有人愿意站出来主动付出，对于未知的太空领域，也总要有人前去探索。即便在这之前，科学家们已经尽可能确保宇航员们的安全，可谁又能保证在未知的领域中，将所有的危险全部排除？ 就目前来看，虽然我们已经完成了登陆月球的太空目标，并成功建立了太空空间站，但依旧有不少的科技难题等待我们前去突破。由此可见，人类的太空探索之路，任重而道远。 不过与此同时，我们也应该对人类的太空发展充满信心。短短几十年的时间里，人类就已经发展到现如今这个地步。那么在相同的时间过后，或许人类取得的科技成就，又会到达我们现如今难以想象的程度。有关太空的奥秘，也必将一点一点展现在人类眼前。 （编辑：航空爱好网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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