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3名航天員每天要1650升氧氣,執行180天任務所需的氧氣從何而來?

作者:肥肥搖錢樹

導語

“莫斯科,這裡是天宮。”

在太空中執行任務的三名航天員按照日程表準時聯系地面指揮中心,同時向地面報告他們在太空中的狀态,确認自己還在工作狀态,現在進行的實驗也都在預期的程序中。

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而在地面的指揮中心也已經收到了來自太空站的信号,同時對太空站及其所載人員的狀況進行了一番檢查,确認他們沒有出現問題,同時也發現太空站的各項運作名額都符合預期規律。

航天員是遠征的先鋒,在太空中,他們的一舉一動都是值得重視的,将來在太空中工作180天的他們都需要的氧氣又是從哪裡來的呢?

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一、太空中氧氣的來源。

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宇航員在太空中的生存必須面臨的一個最基本問題就是空氣的供應,在太空工作的宇航員無法像地面上一樣通過呼吸就能不斷從周圍環境中擷取氧氣和排出二氧化碳,這樣的氣體循環令人們能夠持續生存,但是在太空中,這一切都需要通過科技手段來實作。

宇航員在太空中的主要氧氣來源就是水,在太空站中,太空站将攜帶的水分或者水資源通過電解水的方式得到氧氣,同時在太空站中搜集宇航員呼出的二氧化碳,在二氧化碳的基礎上進行化學反應得到水,這樣就形成了一種氧氣和水的循環利用方式。

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在太空站的生活區域,會安排專門的空間用于儲存水,而這些水一般是通過地面進行發射的時候從地面攜帶上太空站的,而在太空站中,航天員的呼出氣中含有的二氧化碳,以及太空站的廢水都會被收集起來。

這些水資源都會被送入太空站中的電解水系統中,通過這個系統,水将被分解成氫氣和氧氣,而氫氣則會被排除出太空站,而氧氣則會被儲存起來,作為太空站中氣體環境中的氧氣的來源。

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一般來說,一升的水可以被電解成620升的氧氣,而宇航員體内每天所需要的氧氣大約是1升,也就是說三名宇航員每天所需要的氧氣量在1650升左右。

那麼根據這個資料,三名宇航員在太空中進行180天的工作所需要的氧氣量大約是297立方米左右。

可以看出來,通過電解水的方式,太空站中所攜帶的水資源幾乎就可以滿足三名宇航員半年的氧氣需求,是以,除非太空站出現了一些特别嚴重的緊急情況,否則就不太需要為太空站的氧氣進行補充。

同時,為了確定太空站中的氧氣的供應可以持續,并且能夠在太空站遭遇緊急情況的時候,太空站中還特地準備了一些備用的氧氣。

首先,遇到緊急情況,太空站失去了對地面的聯系,并且這種情況持續了一段時間,那麼太空站中的氧氣最多隻能維持20天左右的時間,如果超過了這個時間,那麼太空站中就沒有氧氣可供使用了。

但是在太空站中,還攜帶有13個加壓氧氣罐,這些氧氣罐中的氧氣可以維持三名宇航員的生存達到200天左右,同時,太空站中還攜帶有一些固體化合物,這些固體化合物可以用來産生氧氣,可以維持太空站中的氧氣供應達到1000天左右。

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二、太空水的來源。

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在地球上,水是十分珍貴的資源,雖然地球上的三分之二的面積都被海洋覆寫,但是由于海水中的鹽分含量極高,是以海水不能直接被用來供人們飲用,如果直接飲用海水,那麼由于鹽分含量過高,會導緻人體脫水。

人們生活用水的來源主要是淡水,而地球上淡水的主要來源就是雨水,同時也包括河流、湖泊和地下水等。

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淡水在地球上的分布是非常有限的,而且由于人口的不斷增加,人們對水資源的需求也在不斷增加,是以如何節約和利用水資源就成為了人們生活中的一大難題。

人們對水資源的利用效率也在不斷提高,現在人們通常會在用完水之後,對水進行回收和利用,而不會對用過的水直接進行處理并且排放,這樣就可以提高水資源利用的效率。

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太空站中的水資源同樣也是有限的,而太空站中的水資源除了地面進行發射的時候帶上去的水,還有一部分水資源是在太空站中進行循環利用的。

那麼太空站中的水資源主要有哪些呢?

太空站中的水資源主要來源于三個方面,第一個方面就是宇航員的生活用水,宇航員在太空中的生活和地球上的生活一樣,同樣需要用水來進行生活用品的生産以及飲用。

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但是相對于地球上的生活用水,太空站中的生活用水是十分有限的,是以在太空站中,水資源的節約和利用就顯得尤為重要。

另外一個方面就是宇航員的呼出氣中含有水蒸氣,太空站會對這些水蒸氣進行收集,将其收集的水蒸氣進行處理,将其中的水分提取出來,然後将這些水分送入電解水系統中,通過電解水系統将其分解成氫氣和氧氣,同時将氫氣排除。

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最後一個方面就是宇航員的汗液和尿液,同樣,太空站中也會對宇航員的汗液和尿液進行收集,将其收集的汗液和尿液進行處理,然後将其中的水分提取出來,将這些水分送入電解水系統中,通過電解水系統将其分解成氫氣和氧氣,同時将氫氣排除。

三種水資源都會在電解水系統中進行水的分解,将水分解出來後再經過之後的處理,就可以用來供給太空站中的氧氣的使用了。

三、太空站的供給。

在地球上,人們的生活用水絕大多部分來自于水廠,水廠會對自來水進行淨化處理,然後再将處理後的自來水送到人們的家中來進行使用。

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而太空站中,由于宇航員的數量有限,是以太空站中的水資源都是非常珍貴的,太空站會對所有的水資源進行循環利用,不會對用過的水直接進行處理并且排放。

太空站中的水資源還會根據太空站的需要進行一定調配,大部分的資源都會被用來進行電解水,得到氧氣,而剩下的一小部分水資源會被用來進行宇航員的生活用水。

3名航天員每天要1650升氧氣,執行180天任務所需的氧氣從何而來?

同時,太空站的水資源還會定期向太空站中的宇航員進行供給,保證宇航員在太空中的長期工作需求。

太空站的物資補給周期大約是每隔一段時間進行一次,太空站的物資補給主要包括食物、水、以及一些其他生活用品。

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食物的數量和種類都會根據宇航員在太空中工作的時間和數量進行調整,而水的數量則是不斷增加的,随着宇航員在太空中工作的時間越來越長,是以太空站中的水資源也會不斷的進行補充,保證宇航員在太空中的生存條件。

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另外,太空站還會根據宇航員們在太空中的工作安排和實際情況,對太空站中的氧氣和水進行一定的調配,保證太空站中氧氣和水的資源能夠跟得上宇航員的需求,同時保證太空站中氧氣和水的資源能夠得到最大的利用。

結語

太空探索在未來會變得越來越重要,随着太空探索的不斷深入,太空探索的難度也會越來越大,是以太空站的建設和運作都需要不斷的進行改進和提高,保證宇航員在太空中的生存條件。

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