天和号3名航天员每天消耗氧气1500升，半年就得27万升，怎么来？

　　2021年我国先后发射了天和号核心舱，和两艘天舟货运飞船、两艘神舟载人飞船与之对接，正式开启了中国长期驻轨载人任务，特别是天舟3号和神舟13号载人飞船的发射对接，更是一步到位达成了中国人长期在轨驻留的强大实力，使得我国在载人航天领域已经不比美俄共同建造的国际空间站相差多少，甚至在很多方面还有所超越。看到这个消息的时候真的很令人振奋，因为我国终于和世界载人航天先进水准找足了差距，我们终于不差于任何国家了，但是我们有没有想过3名航天员在轨半年如何正常生活呢？特别是每天大量呼吸的氧气从何而来呢？
　　因为人类每天平均呼吸次数高达2.2--3万次，算下来一个人平均每天吸入的氧气就得600升左右，这还是正常情况下的氧气消耗量，如果在紧急或者执行高强度任务时呼吸频率上升后，每天消耗的氧气量更是直接上翻更多。在地面我们有大量的森林可以为我们吸收二氧化碳、产生我们呼吸所需的氧气，但是在距离地面近400公里的地球轨道上，完全密闭、空间又非常狭小的空间站内可没有森林，甚至都不曾看到过绿色植物，那么像这次神舟13号的三名航天员要在轨驻留半年之久，其所呼吸的氧气量肯定是不低的，这些天量的氧气又是如何而来呢？
　　可能很多人会说航天员呼吸的氧气都是在载人飞船或者货运飞船发射时，直接用压缩气瓶将其运送上去的，的确这种方法是可行，但是却不是真的答案，因为在上世纪60年代美苏太空争霸期间，苏联就曾因为压缩气瓶的问题出过一次重大航天爆炸事故，所以此后不光是苏联和后面的俄罗斯，包括美国和我国从一开始执行载人航天任务时，都完全撇弃了这种压缩空气方式，改为了更先进、更持久、更高效的氧气产生方式。
　　这就是我们初中物理学过的＂电解水产生氢气和氧气＂的原理，载人飞船或者货运飞船在发射时候会随船运送一些生活物资，这些生活物资中就包括用储水包保存的水资源。所以在航天器内部会有一个专用的＂电解水＂装置，其通过电解方式产生大量的氢气和氧气，其中氧气会经过舱内的环境控制设备精准输入舱内（防止氧气饱和度过高或者过低），供航天员呼吸的同时，又将舱内航天员呼出的二氧化碳吸收后，和此前电解水时产生的氢气混合反应，产生甲烷和水，甲烷会被飞船尾部的推进舱经过加压后直接排进太空，还能略微产生一定的推力，而水资源则会被重复利用。
　　比如我国天舟号货运飞船货舱内虽然会被模块化的设计成多个标准隔框，但是在不同的隔框中除了航天员生活所需的食物等物资外，还有储水专用的水包，这些水除了供应航天员直接饮用外，也会被直接用于电解产生航天员生存所需的氧气。
　　当然大家都知道电解水需要大量的电能，这一点在载人航天器身上也完全不存在任何问题，因为航天器自备的太阳能帆板身处太空环境中，其光电转换效率更高、照射时长更久，所以电解水所需的电能供应完全没有任何问题。
　　其次可能很多人会有疑虑航天员呼吸所需的氧气靠电解水产生，半年就得消耗27万升氧气，不得需要多少吨的水才够啊？而且航天发射成本非常高，1千克发射成本就得近10万美元，不得增加多少航天发射预算啊？其实真的用不了这么多，因为电解水产生氧气的效率非常高，比如1升水可以电解产生620升氧气，一个水包的重量根据飞船隔舱板空间不同重量大概在20升左右，那么一个水包产生的氧气就足够一名航天员呼吸22天左右，三名航天员在轨半年也只需要不到30个水包，而我国天舟货运飞船的最大载重量高达6.8吨，30个水包只有0.6吨的重量也只是冰山一角。
　　而且航天员在轨期间产生的尿液、洗漱用水、甚至空气中的汗液都会被专用的水资源处理系统和环境控制系统吸收后，重新制变成全新可用的水资源，多次重复使用，外加上定期发射货运飞船为其提供物资补给，所以根本不用担心航天员在轨期间的生存问题。
　　而且为了保证足够安全，航天员在轨期间日常呼吸的氧气都是电解水产生，如果电解水装置出现问题也不怕，因为航天器内部还有两种不同的供氧装置，一种是低压高浓度的压缩气瓶供氧（低压爆炸风险低），另外一种则是潜艇潜航制氧使用的固体粉末燃烧产生氧气，比如氯酸钠和铁的固体粉末混合物在被点燃时就可以生成氧气（反应方程式为：NaClO3 + Fe +点燃 = O2 + NaCl + FeO）。