宇航员在空间站呼吸的氧气都来自地球吗?答案或许让你失望了

太空中有足够的可供呼吸氧气吗?
国际空间站(通常被称为ISS) , 是一个载人航天器 , 它在离地面200多英里的高度绕地球运行 。 可供5-6名宇航员在上面进行研究实验 , 以便我们更加了解太空中事物的运作规律 。
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国际空间站(InternationalSpaceStation)
国际空间站是人类有史以来建造的最昂贵的东西 。 图源:Wikipedia
显而易见 , 国际空间站配有许多生命保障系统 , 以确保宇航员尽可能舒适的呆在太空中 。
人类生存所必备的三样东西分别是水 , 食物和氧气 。 我们已经在这篇文章中谈论了宇航员如何在空间站上获取饮用水 , 所以接下来我们来聊聊 , 在离地面如此远的太空站 , 宇航员们如何得到可供呼吸的空气呢?
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水的电解
电解是国际空间站上“制造”氧气的主要方法 。 那么 , 什么是电解呢?
“电解”是指将电流通过含有离子的溶液 , 使其化学分解的过程 。 因此 , 水的电解就是将水分解成它的两个组成部分:氢和氧的过程 。
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电解水的典型流程图
仔细想想 , 地球上的氧气也来源于水的分解 , 只不过它不像国际空间站上的水的分解那样是一个机械的过程 。 植物 , 树木 , 藻类,蓝藻细菌和浮游植物…所有这些有机体都能在进行光合作用(把阳光和水转化为食物的过程)的过程中分解水分子 。
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我们都知道 , 水是由两摩尔的氢原子和一摩尔的氧原子构成 。 当你向水中通入电流的时候 , 这两种成分就会分离 , 然后重新组合成气态氢和气态氧 。 (资料)
制氧系统(OGS)是美国宇航局(NASA)设计的用来电解水生产气态氧的机架 。 通过这种方式产生的氧气随后被排到国际空间站的舱内大气中 。 值得注意的是 , OGS是国际空间站ECLSS(环境控制和生命支持系统)的一部分 。
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图中展示的三个ECLSS机架从左到右依次是水回收系统(机架1)、WRS(机架2)和制氧系统(机架3)(图源:JamesE.Scarborough/WikimediaCommons)
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 。 既然国际空间站上的宇航员通过电解水来获得氧气 , 那么这些水是从哪里来的呢?
通过水循环系统(WRS)!
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从国际空间站收集水 。
水回收系统(WRS)是ECLSS的一个组成部分 , 它通过回收再利用宇航员的尿液、
汗液、机舱内的其他凝结水以及舱外活动产生的废物来提供清洁的水
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宇航员们一定有一个源源不断产生水的水龙头…他们甚至回收利用自己的尿液 。
收集的水显然已经经过了严格的测试 , 是绝对纯净的 。 随时可以用来支持宇航员、实验室动物、舱外活动(EVA)和有效载荷活动的日常需求 。
这些水还被电解 , 产生可供呼吸的空气 , 来维持船上的生命
加压氧气罐
加压氧气罐是除了合成可供呼吸的氧气(即电解水制氧)这一主要方法的备选方案 。 无人驾驶的货船载着这些氧气罐 , 并把它们送到空间站 。 这些氧气罐储存在空间站里 , 供必要时使用 。