宇航员在空间站工作很长时间，为什么氧气用不完？是从哪里来的？

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自古以来，我们人类对地球以外的宇宙空间，都保持着非常强烈的好奇心。随着观测技术以及深空探测技术的不断进步，近50多年来，我们向太空发射了众多探测器，同时也向地外空间和月球发射了一批载人探测器，为拓宽我们的视野、开展系列太空实验、揭示宇宙更深层次的奥秘打下了坚实基础。目前，我们人类再也不满足“上天”后兜一圈再回来这种“短期”目标，为了实现宇航员更长时间地停留在外太空，空间站应运而生。

空间站中氧气的特殊性在以美国为首建设的“国际空间站”即将退出历史舞台之际，我国的科学家们“十年磨一剑”，一步一个脚印，开启了我国自主建造空间站的征程，近期，我国将3名宇航员顺利送入天和空间站，开启了我国独立自主持续开展外太空实验的序幕，世界很多国家在纷纷赞叹我国取得的成就的同时，也积极寻求与我国的合作，目前我国已经批准除美国之外，若干国家入驻天和空间站开展太空实验的申请。

天和空间站的成功建造，以及我国航天员的成功入驻，极大激发了我们的民族自豪感，空间站的话题也一下子成为了大家关注的焦点，随之一系列的疑问油然而生，比如宇航员在空间站中吃什么？为什么只带苹果这样的水果？宇航员如何休息？等等。其中，还有一个问题，想必大家也想知道答案，那就是空间站的氧气到底是从哪里来的？为什么宇航员那么长时间在里面生活和工作，氧气用不完呢？

无论是在地球上，还是在太空中，抑或在空间站中，要想维持人类的生存，必须要有适合人类生存的环境，以及足够的食物、饮用水以及氧气，这些都是最基础的条件。食物和水可能还好一些，可以通过飞船携带和后期运输补给，以特定的容器进行放置和保存。但是，氧气作为一种流动性很强的气体，它的存储和运输无疑是非常困难的，而且要存储能够宇航员们长时间所需的数量，必须要有足够大的空间，而且氧气作为一种强效的助燃剂，还会有很大的风险，另外，如果空间站的氧气，只是单纯地依靠地球的供给，那么时效性、安全性都是不可靠的，而且成本也会非常得大。

空间站中氧气的主要来源所以，最可靠的氧气供应来源，必然会来自于空间站本身。大家在中学上化学课时，相信都记得老师做过的电解水实验，通过电能的输入，可以将液态水分解为氢气和氧气。在完全电解的情况下，1升水可以产生大约620升的氧气，而一名宇航员24小时的需氧量，大约只有550升左右，也就是说，只需要很少量的水，通过电解的方式，就能够支撑1名宇航员1天的呼吸所需。所以，空间站的氧气来源问题，可以转化为水的来源以及电能的来源两个问题。

从水的来源来看，主要包括3个方面的途径。一种是飞船携带。搭载宇航员的宇宙飞船，除了携带必要的太空探测和研究仪器设备、食物以外，一般还会携带大量的淡水，这些淡水除了满足宇航员正常的生活用水、实验用水以外，还会预留一部分专门用于电解来产生氧气。第二个来源是循环利用。由于从地面向空间站运输物资的成本相当高，因此空间站内的淡水十分珍贵，由宇航员工作和生活中产生的废水，都会采取特殊的收集和回收设备进行再利用。比如，宇航员的洗漱水、洗澡水甚至尿液都会被收集起来，另外，宇航员通过呼吸作用排放出来的水蒸汽，也会利用特定的装置进行冷凝收集，这些收集来的废水，通过多重蒸馏、分离和过滤等工序以后，可以重新转化为可以直接饮用的水，以供后续的生活、工作和电离使用。

就是从地面再运输。如果宇航员在空间站中工作的时间过长，比如一年以上，那么原本飞船一次性携带的物资包括水源，可能就不能满足需求了，这个时候就需要从地球上再发射货运飞船，向空间站中进行物资补给，其中包括各种食物、淡水，甚至包括一定量的氧气。

从能源的供给来看，和空间站中其它很多仪器设备一样，电解水所需的能量，一般都是来自空间站外部的太阳能电池板，将太阳辐射能转化为电能，通过特定的电能存储设备储存起来，在需要的时候供应给各种仪器和设备。电解产生的氧气，通过特定的设备与氮气混合，从而模拟出与地球表面差不多的空气环境，电解产生的氢气，则会以废气的形式排到空间站之外的宇宙空间中。备用方案当然，除了电解水产生氧气的方式以后，空间站中还会有其它的几种方式来做为备用，以防不时之需。比如，飞船在发射时本身就会携带一些加压的氧气罐，虽然数量不多，但也能够宇航员使用一段时间。再比如，飞船内部还会配有固体燃料氧气发生器，以氯酸钠和铁为主体的固体粉末，在被加热时，会生成氧气。从目前来看，我们在太空中仍然不能完全模拟出完全理想的工作和生活环境，即使在空间站中拥有适宜的空气、温度和足够的食物，但也不可避免地出现失重问题，出舱时也会受到一定的宇宙高能粒子辐射，而且随时可能会有突发事件的发生，所以宇航员们在空间站中的工作和生活，是非常艰苦和危险的。在此，向宇航员们致以崇高的敬意！

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