为啥我国空间站的氧气用不完?一套领先系统,实现氧气100%再生

B站影视 2024-12-17 18:11 2

摘要:我们都知道,氧气是人类赖以生存的根本,人不吃不喝尚有几天可以活,但是如果没了氧气,很快就会面临死亡,这是地球生物的刚需,也是最基本的运转逻辑。

我们都知道,氧气是人类赖以生存的根本,人不吃不喝尚有几天可以活,但是如果没了氧气,很快就会面临死亡,这是地球生物的刚需,也是最基本的运转逻辑。

那么太空站的宇航员是如何在真空状态的太空中收到氧气的供给呢?难不成每过两天就派遣新的火箭运送吗?

如果真的是这样的话,那成本可就太高了,还不如让宇航员早早的返航效率更高。实际上在我国研发的环保循环系统之下,氧气的循环率可以高达百分之百,宇航员根本不用担心氧气的问题。

地球上有数万亿的生物依赖于氧气,而吸收进去的氧气往往不会回收,理论上氧气应该会越来越少,直到消失。

可地球过了几亿年,氧气的含量还是十分的充足,仿佛一个无底洞,不论怎么获取都不会见底。在这资源富饶的背后离不开植物默默的耕耘,在白天日照充足的时候,植物们就会开始进行光合作用,吸入二氧化碳,排出氧气。

就是这些平铺在地球的植被,支撑起了整个自然界的氧气供应,保证了这颗星球数亿年的平稳运作,当真是地球的大功臣。

那么想要保证空间站的氧气,是不是只要把植物带到太空就好了呢?

虽然这个想法是合理的,但并不可行,首先是太空站未必能塞得下足够的植被,其次植物本身也需要呼吸,也会在夜间排出二氧化碳,这一切根本无法构成一个合格的生态循环。

因此在过去,氧气资源只能依靠从地球上运送,而这方面的消耗是非常巨大的,每运送一克的物资就需要耗费数百元,每次运送都需要几十万到数百万不等的成本,因此如何在这上面减负也成为了科研人员长期探索的项目。

一开始的时候,都是通过直接运送高压氧气罐来补充空间站的氧气,但是这样的氧气罐重量不小,给运输增加了很多的负担,很多国家的空间站因此难以在太空滞留很久。

之后为了方便,开始利用固体粉末燃烧的方式,利用热量将氯酸钠分解为氧气,但这种供氧方式本身需要消耗氧气,因此效率并不高,只是比上述的高压氧气罐要便宜一点而已。

再后来,空间站大多采取电解水的方式,这也是现在比较主流的方式。

一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的,通过放电分解水分子就可以生成氧气,在这一过程中只需要损耗电力即可,而空间站也配备有发电装置,可以低成本的制造氧气。虽然水资源也是稀缺资源,不过相比于氧气,它的体积更小,一次性可以运输更多,不需要频繁的补给。

仅仅一升水所生成的氧气就可以保障一个成年人一天必须的量,而且水的循环系统更加的充足,一些生活中的废水也可以被二次利用,这样就大大的节约了成本。

因此后勤保障部门不需要单独为了制造氧气而额外运水,只要在生活用水的基础上弥补一下因为制造氧气而产生的消耗即可,正可谓是一举两得。

“再生”系统

去年的四月,在哈尔滨举行召开的有关太空航天保障的会议当中,我国的航天部门公布了一个令人欣喜的成果。

我们空间站的资源循环系统,已经升级为了“再生”系统,氧气的再生率可以高达百分之百。这个系统分为六个部分,分别是微量有害气体去除子系统、电解质氧子系统、尿液处理子系统、二氧化碳去除子系统、水净化子系统还有二氧化碳还原子系统。

这六个部门各司其职,自我循环,极大的节省了资源的损耗,其中最重要的就是二氧化碳去除系统,它可以将宇航员呼出的二氧化碳转化为水,在经过净化之后作为饮用水使用,之后利用人体中排出的废水进行电解,创造出氧气的同时也可以去除空气中的有害气体,最后宇航员吸入氧气,排出二氧化碳进入新的循环。

该系统投入使用后,仅需要少量的资源就可以维持空间站长时间的运转,每年能为国家省下数千万的费用。

不过很多网友也表示,虽然这个系统很厉害,但是一想到这些生活水的来源很多都是废水、尿液、汗液这些,就感觉难以接受,也害怕口感和味道上怪异。

但其实这些经过处理的水完全符合饮用标准,不论是看起来还是喝起来都是正常的水,并不会有什么特异之处。

当然了,我们的宇航员也是正常人,一开始也对这样的水有抵触的情绪,因此在登上太空之前,宇航员们就会进行饮用再生水的训练,以便于更好的适应太空生活。

从这里就能看出来,载人航天是一项艰苦且伟大的工程,仅仅是用水这一点就令很多人难以接受,而这只是他们太空生活当中的一件习以为常的事情而已。

因为重力的原因,太空上的生活极度的不便利,单单是上厕所,宇航员就需要把自己固定在马桶上,然后仅仅的密封住,防止自己或者排泄物飞出,也要避免气味散播。一旦气味散开,那就真的是余音绕梁,三日不绝了。

而在日常清洁方面更是层层受阻,洗头发没法用水,因为液体会在真空的环境到处飘,根本无法固定,刷牙必须要把牙膏咽下去防止飞沫在空间站内飞行。

除此之外,连最基本的吃饭喝水有很复杂的过程,稍有不慎就会将食物和水资源浪费掉,可以说对于宇航员来讲,生活中处处都是挑战。

因此对于宇航员的选拔是极其严格的,并且在筛选后还会进行数百项模拟训练,其中的艰苦是我们难以想象的,很多的训练都是对生理和心理极限的考验。

结语

我们将宇航员叫做航天英雄不是没有道理的,这个职业所承担的责任远比我们想象的更多,同时航天事业也跟我们的日常生活息息相关,现阶段不少的医疗设备和药品都是这个项目的衍生产物。

浩瀚的宇宙是一片挖掘不完的宝藏,我国在航天技术上的进步和领先,同样也彰显着我们日益提高的国际地位。

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来源:森罗万象原创

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