3名航天员驻留空间站4个月，每天消耗氧气1650升，氧气从哪来？

　　不知不觉间，翟志刚、叶光富、王亚平3名航天员已经驻留空间站4个月，他们也是第一批在空间站过春节的航天员。
　　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，3名航天员每天需要1650升氧气，而执行任务需要6个月的时间，一共需要29.7万升氧气，这些氧气从哪里来呢？
　　空间环境是真空环境，航天员在核心舱生活时，必须要维持舱内正常的氧气、氮气浓度，同时要控制二氧化碳及微量有害气体，那这就要依靠空间站的生命保障系统，空间站上最基本的生命保障体系应该包括:制造氧气、吸收二氧化碳以及处理宇航员排泄的废物等。
　　以国际空间站为例子，国际空间站环境控制与生命保障(ECLS)系统包括美国和国际空间站其他成员国的舱内部件和子系统,这些部件和子系统的功能是:温湿度控制(THC)，大气控制与供应(ACS),大气再生(AR),水回收与管理(WRM),火灾探测与灭火(FDS)和真空系统(VS)。
　　在美国舱段和俄罗斯舱段都配备有电解水制氧装置，其过程是利用电将水分子分解成氢气(H₂)和O₂。国和俄罗斯 空间站电解制氧系统采用不同的技术路线，其最大的区别在于俄罗斯采用流动碱性电解质电解制氧和膜式静态水气分离器的技术方案，美国采用固体聚合物电解质电解制氧和动态水气分离器的 技术方案 。
　　还有一种方法是采用固体氧气发生器制氧，燃烧固体＂蜡烛＂，产生的副产品是氧气。由于具有可燃性风险，这些＂蜡烛＂只有在极端紧急的情况下才使用。
　　中国空间站也是采用的电解水制氧装置，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。
　　中国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＂。
　　为了定时定量去除航天员排出的CO2和微量有害气体，核心舱定制了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。
　　而这也打造了最完备的可再生生命保障系统。电解制氧时产生的氢气与航天员呼出的二氧化碳，将通过化学反应生成氧气，这也能够降低氧气的补给需求。
　　那水是从哪儿来？最主要的就是尿液和废水。因为从地面拉水补给是非常不现实的，空间站要长期运营，需考虑经济性问题，那就要通过绿色、再生技术等，提高空间站物资循环利用率，减少地面补给需要，实现资源再利用，我们要知道，每个人一天排出的尿液是1.6公斤，汗液是1.7公斤，大便里也有水分，回收水是基础。另外，水中含有氧，氧气也可通过水电解而获得，还有呼吸中人每天产生二氧化碳的量是1公斤，这些废料都要各归各位，进入不同的处理系统循环利用，最终被转化成太空舱里的可用资源。以后，货运飞船携带上去一个基本量就可以了，成本大大降低。
　　可以说用废水、尿液制造氧气，对二氧化碳等人体废弃物进行的再生去除等，是空间站环控生保系统中的重要环节之一。
　　再生生保技术非常复杂，被称为世界性难题。从美国、俄罗斯研制的过程可以看出，技术难度非常大，投入也非常大。美国空间站上的一套水处理系统，研制费用两亿美元。国际空间站搭建了10多年，再生生保系统真正只用了五六年。
　　其中，俄罗斯主要采用渗透膜蒸发技术进行航天员尿液再生处理，其尿液再生系统已于1990年1月15日在＂和平＂号空间站上的Kvant-2舱段上启用，该装置的处理能力为5 kg的H2O/day，尿液中的水回收率为80%左右。到1999年，该装置已从尿液中回收了6 000 kg的再生水，回收后的再生水水质可达饮用水标准。而美国则采用的是蒸气压缩蒸馏技术(VCD)。
　　中国空间站也是采用蒸气压缩蒸馏技术来实现尿液的循环利用，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。
　　所以说，空间站的尿液是有大用处的，不仅解决了饮水问题，还解决了供氧问题。