给空间站呼吸的氧气,从何而来,是地面运输上来的吗?
空间站,是人类探索宇宙非常重要的载人航天器,它可以长时间在近地轨道中运作,能够给航天员提供在太空中生存所需要的一切,包括水、食物、氧气等等。
水和食物可以直接从地面运送上来,而供航天员呼吸的氧气,也是直接从地面运上来吗?也不完全是,空间站的氧气更多还是利用相关设备制取而来的,并不是所有的氧气都从地面运送而来。
想要在空间站制取氧气并不是什么难事,只需要有水就可以了。学过初中化学的朋友都知道,水是由氢元素和氧元素组成,水通过电解可以得到氢气和氧气,所以空间站可以通过电解水来制取氧气。
而电解水所需要的电力,可以通过太阳能发电获取。电解产生的氧气提供给航天员呼吸,而产生的氢气,可以跟航天员呼出的二氧化碳收集后,生成甲烷和水,其中水可以充分利用起来,而甲烷就会被排出空间站。
可能有人会问,为什么不从地面直接带氧气上来,而要在空间站制取呢?因为从地面运送氧气,无论是从成本上还是安全性考虑,都非常不划算。因为氧气在常温常压下是气态,如果想要把它运送到空间站,就要把氧气储存在密闭的容器内,但是由于空间有限,氧气的运送量也非常有限,想要运送更多的氧气,就必须把氧气液化。想要以这样的方式存储氧气,其实并不简单,因为这必须要让氧气处于高压低温的状态,与其这样还不如直接从地面运送水上去更划算。
由于成本原因,限制了直接从地面运送氧气到空间站,其实还有一个重要原因,那就是安全性方面。氧气属于助燃剂,如果在运输的过程中,出现意外发生泄漏,很容易引起火灾烧毁飞船,而且在空间站内存储大量的氧气瓶也具有很大的安全隐患,所以无论是从成本方面还是安全性方面考虑,运送氧气不如运送水上去更划算。
在正常情况下,一个成年人一天的耗氧量大概为550升,而1升水(1升水在常温常压下重1千 克)电解后就能产生620升的氧气,也就是说只需要1升水,产生出的氧气就可以维持航天员一天的消耗量。
电解后产生的氧气,是直接就给航天员呼吸吗?当然不是,因为吸入纯氧对于人体来说是有害的,制取出的氧气会按照地球空气的成分比例,和氮气等气体混合,这样才能够提供给航天员呼吸。当然,处于安全考虑,空间站也会直接从地面运送一些氧气,存储在氧气瓶内,或者是保存一些固体氧,这样做的目的就是怕空间站发生意外,航天员还可以有氧气呼吸。
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