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3名航天员每天要1650升氧气,执行180天任务所需的氧气从何而来?

作者:肥肥摇钱树

导语

“莫斯科,这里是天宫。”

在太空中执行任务的三名航天员按照日程表准时联系地面指挥中心,同时向地面报告他们在太空中的状态,确认自己还在工作状态,现在进行的实验也都在预期的进程中。

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而在地面的指挥中心也已经收到了来自太空站的信号,同时对太空站及其所载人员的状况进行了一番检查,确认他们没有出现问题,同时也发现太空站的各项运行指标都符合预期规律。

航天员是远征的先锋,在太空中,他们的一举一动都是值得重视的,将来在太空中工作180天的他们都需要的氧气又是从哪里来的呢?

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一、太空中氧气的来源。

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宇航员在太空中的生存必须面临的一个最基本问题就是空气的供应,在太空工作的宇航员无法像地面上一样通过呼吸就能不断从周围环境中获取氧气和排出二氧化碳,这样的气体循环令人们能够持续生存,但是在太空中,这一切都需要通过科技手段来实现。

宇航员在太空中的主要氧气来源就是水,在太空站中,太空站将携带的水分或者水资源通过电解水的方式得到氧气,同时在太空站中搜集宇航员呼出的二氧化碳,在二氧化碳的基础上进行化学反应得到水,这样就形成了一种氧气和水的循环利用方式。

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在太空站的生活区域,会安排专门的空间用于储存水,而这些水一般是通过地面进行发射的时候从地面携带上太空站的,而在太空站中,航天员的呼出气中含有的二氧化碳,以及太空站的废水都会被收集起来。

这些水资源都会被送入太空站中的电解水系统中,通过这个系统,水将被分解成氢气和氧气,而氢气则会被排除出太空站,而氧气则会被保存起来,作为太空站中气体环境中的氧气的来源。

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一般来说,一升的水可以被电解成620升的氧气,而宇航员体内每天所需要的氧气大约是1升,也就是说三名宇航员每天所需要的氧气量在1650升左右。

那么根据这个数据,三名宇航员在太空中进行180天的工作所需要的氧气量大约是297立方米左右。

可以看出来,通过电解水的方式,太空站中所携带的水资源几乎就可以满足三名宇航员半年的氧气需求,因此,除非太空站出现了一些特别严重的紧急情况,否则就不太需要为太空站的氧气进行补充。

同时,为了确保太空站中的氧气的供应可以持续,并且能够在太空站遭遇紧急情况的时候,太空站中还特地准备了一些备用的氧气。

首先,遇到紧急情况,太空站失去了对地面的联系,并且这种情况持续了一段时间,那么太空站中的氧气最多只能维持20天左右的时间,如果超过了这个时间,那么太空站中就没有氧气可供使用了。

但是在太空站中,还携带有13个加压氧气罐,这些氧气罐中的氧气可以维持三名宇航员的生存达到200天左右,同时,太空站中还携带有一些固体化合物,这些固体化合物可以用来产生氧气,可以维持太空站中的氧气供应达到1000天左右。

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二、太空水的来源。

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在地球上,水是十分珍贵的资源,虽然地球上的三分之二的面积都被海洋覆盖,但是由于海水中的盐分含量极高,所以海水不能直接被用来供人们饮用,如果直接饮用海水,那么由于盐分含量过高,会导致人体脱水。

人们生活用水的来源主要是淡水,而地球上淡水的主要来源就是雨水,同时也包括河流、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,而且由于人口的不断增加,人们对水资源的需求也在不断增加,因此如何节约和利用水资源就成为了人们生活中的一大难题。

人们对水资源的利用效率也在不断提高,现在人们通常会在用完水之后,对水进行回收和利用,而不会对用过的水直接进行处理并且排放,这样就可以提高水资源利用的效率。

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太空站中的水资源同样也是有限的,而太空站中的水资源除了地面进行发射的时候带上去的水,还有一部分水资源是在太空站中进行循环利用的。

那么太空站中的水资源主要有哪些呢?

太空站中的水资源主要来源于三个方面,第一个方面就是宇航员的生活用水,宇航员在太空中的生活和地球上的生活一样,同样需要用水来进行生活用品的生产以及饮用。

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但是相对于地球上的生活用水,太空站中的生活用水是十分有限的,因此在太空站中,水资源的节约和利用就显得尤为重要。

另外一个方面就是宇航员的呼出气中含有水蒸气,太空站会对这些水蒸气进行收集,将其收集的水蒸气进行处理,将其中的水分提取出来,然后将这些水分送入电解水系统中,通过电解水系统将其分解成氢气和氧气,同时将氢气排除。

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最后一个方面就是宇航员的汗液和尿液,同样,太空站中也会对宇航员的汗液和尿液进行收集,将其收集的汗液和尿液进行处理,然后将其中的水分提取出来,将这些水分送入电解水系统中,通过电解水系统将其分解成氢气和氧气,同时将氢气排除。

三种水资源都会在电解水系统中进行水的分解,将水分解出来后再经过之后的处理,就可以用来供给太空站中的氧气的使用了。

三、太空站的供给。

在地球上,人们的生活用水绝大多部分来自于水厂,水厂会对自来水进行净化处理,然后再将处理后的自来水送到人们的家中来进行使用。

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而太空站中,由于宇航员的数量有限,因此太空站中的水资源都是非常珍贵的,太空站会对所有的水资源进行循环利用,不会对用过的水直接进行处理并且排放。

太空站中的水资源还会根据太空站的需要进行一定调配,大部分的资源都会被用来进行电解水,得到氧气,而剩下的一小部分水资源会被用来进行宇航员的生活用水。

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同时,太空站的水资源还会定期向太空站中的宇航员进行供给,保证宇航员在太空中的长期工作需求。

太空站的物资补给周期大约是每隔一段时间进行一次,太空站的物资补给主要包括食物、水、以及一些其他生活用品。

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食物的数量和种类都会根据宇航员在太空中工作的时间和数量进行调整,而水的数量则是不断增加的,随着宇航员在太空中工作的时间越来越长,因此太空站中的水资源也会不断的进行补充,保证宇航员在太空中的生存条件。

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另外,太空站还会根据宇航员们在太空中的工作安排和实际情况,对太空站中的氧气和水进行一定的调配,保证太空站中氧气和水的资源能够跟得上宇航员的需求,同时保证太空站中氧气和水的资源能够得到最大的利用。

结语

太空探索在未来会变得越来越重要,随着太空探索的不断深入,太空探索的难度也会越来越大,因此太空站的建设和运行都需要不断的进行改进和提高,保证宇航员在太空中的生存条件。

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