3名航天员驻留空间站150天，每天要消耗1890升氧气，氧气从哪来？

　　不知不觉间，神舟十四号3名航天员已经驻留空间站150天了，我们需要知道，太空近似于真空环境，是没有氧气的，但人没有氧气是无法生存的，根据中国研究人员的统计，每名航天员每天消耗氧气0.9千克，也就是氧气的分子量是32,1千克氧气等于31.25摩尔,每摩尔气体常温常压下是22.4L,所以1千克氧气是700L氧气（常温常压），0.9千克就算630L氧气。
　　【此数据来自＂Design and implementation of regenerative life support system in the China space station＂】
　　3名航天员每天需要1890L氧气，而执行任务需要6个月的时间，一共需要34万升氧气，这些氧气从哪里来呢？
　　在中国空间站任务之前的载人航天中，由于飞行时间较短、乘员较少，釆用非再生式的（即消耗性 的）供氧技术即可满足航天员在空间的代谢消耗、座舱内氧气的泄漏损失和应急条件下恢复 舱压的要求，
　　而随着中国空间站的建设，在半永久性或永久性空间站中仍采用非再生式供氧方法是不经济甚至是不可行的。对于长期飞行的载人飞行器,使用消耗性系统必然带来大量物质消耗，需要天地往返运输系统频繁供给，从而造成过重的补给负担。因此， 为了满足航天员在空间长期飞行的供氧需要，中国空间站釆用了再生式制氧技术。
　　空间站再生生保系统
　　实际上，为了更好满足航天员在空间站的生活，无论是国际空间站还是中国空间站都构建了一套完善的再生生保系统。中国再生生保系统包括6个再生子系统，即电解制氧子系统、二氧化碳去除子系统、微量有害气体去除子系统、尿处理子系统、水处理子系统和二氧化碳还原子系统。
　　空间站的大气控制功能主要包括: 氧分压控制、CO2分压控制、微量有害气体浓度控制、微生物控制、湿度控制, 其中氧分压、CO2分压和微量有害气体浓度控制分别通过电解制氧、CO2去除和微量有害气体去除等3个再生生保系统实现, 微生物和湿度控制通过非再生环控基础功能平台实现. 舱内CO2、氧气、湿度(水汽)以及微量有害气体浓度等大气成分在舱间通风的支持下实现舱间物质流转, 即天和舱集中供应氧气、集中处理CO2、控制湿度、净化微量有害气体, 通过通风流场保证各舱段间的CO2浓度、湿度、氧气浓度场的均匀性。
　　这是什么意思，因为你光有氧气生成也不行，还需要将舱内的有害气体祛除，舱内微量有害气体来源比较广泛, 主要包括人体释放、舱内材料释气、食品和个人卫生用品释气、大小便、火灾等. 环控生保系统根据微量有害气体来源不同设计了相应的微量有害气体去除措施, 空间站微量有害气体去除系统主要去除正常条件下释放到大气中的微量有害气体. 大小便收集和垃圾封装、火灾等过程产生的微量有害气体, 配备了专用的净化器进行净化去除.
　　只有将舱内的有害气体去除了，才能保证空间站内的空气清新，给航天员一个健康安全舒服的环境。
　　为了定时定量去除航天员排出的CO2和微量有害气体，中国空间站定制了CO2去除子系统中的电动截止阀与电动切换阀，采用耐高温材料，具备远程高效高可靠控制能力，可以实现CO2和微量有害气体去除系统的气路截止与切换，为空间大气组分的控制提供技术保证。如何生成氧气
　　再生生保系统里最核心的就是制氧了，空间站氧分压控制功能通过电解制氧和储存供氧共同实现. 正常条件下以电解制氧系统为主份实施氧分压控制, 在乘组轮换或电解制氧系统维护期间, 高压氧瓶作为电解制氧功能的备份实现辅助供氧，电解制氧技术是目前公认的最具合理性的空 间站氧气补给技术，是物化再生环境控制和生命 保障系统的核心技术之一，是实现中长期载人航天飞行的关键技术 。俄罗斯在和平号空间站建造初期就对电解制氧装置进行了飞行验证，然后直接装站作为主份供氧设备。
　　我国从 20 世纪 90 年代中期起开展了空间站电解制氧关键技术预先研究，2006 年顺利完成了为 3 人乘组 连续供氧的 62 d 系统整合验证试验。这项技术最难的就是在空间站微重力环境水、气混合物难以分离、 而系统运行特性及产气要求需要水、气连续、彻底 分离的难点，这就要完成单膜静态水气分离器技术攻关。
　　目前，美、俄和我国的空间站电解制氧系统均 采用常压电解制氧技术方案，因此只能输出常压 的氧气，仅能满足补充航天员代谢的供养需求。而在空间站运营阶段和未来的载人探月 任务中，需进行大量的航天员出舱 / 月面活动，需 要消耗大量的高压氧气资源 。 因此，中国空间站要实现常压供 水 、可直接输出高压氧气的高差压电解制氧技术。
　　中国还专门定制的舱内供气调压系统中的＂开关＂--旋塞截止阀与切换阀，可以实现供气调压系统中氧气的＂定量供给＂。
　　除此之外，二氧化碳还原子系统能将航天员呼吸产生的二氧化碳进一步重新利用，通过二氧化碳和氢气的化学反应，再次生成水。生成的水又可以通过电解氧技术生成氧气，通过该系统的稳定运行，空间站内每天可多回收一公斤左右的水，使水资源的物质闭合度提高到90%以上。
　　总结
　　中国空间站整个再生生保系统实现了氧气资源100%再生，水资源80%再生。据介绍，有了完整的再生系统，发射重量大大减少，运营补给成本降低了70%，每年节省上行物资6吨多。
　　当然，中国还在研究新一代的再生生保系统，例如从尿处理系统产生的尿残液当中来进一步提取水，将水分进一步回收，提高水资源的物质闭合度；未来还会利用新的技术，如生物再生式技术，实现食物再生，达到更高的环控生保技术水平，从而最大限度地实现空间站物资的循环使用。
　　新一代的再生生保系统不仅可以用于空间站，未来还可以作用于中国在月球建设的月球基地。