国际空间站到底是一个什么样的世界？宇航员在里面的生活是怎么样的呢？ 首先，我们可以肯定的是国际空间站里宇航员生存所需要的物质、水、氧气，食物应有尽有。水和物质可以从地面运输过去，然而氧气就难以源源不断地从地球输送到空间站。 ＂快，快着火了＂一位宇航员在纯氧舱训练的时候，突然舱里燃起了熊熊大火，年仅23岁的苏联太空宇航员邦达连科被大火重重包围，十个小时后抢救无效死亡。 这是发生在1963年，人类航天史上第一起残酷的航天事故，当时宇航员测试的就是如何适应空间站的生活，纯氧舱里充满了低压的氧气，没有其它气体。 从1971年苏联第一个在太空建立空间站到现在，人类探索太空的步伐已经走了40多年。 空间站里宇航员赖以生存的氧气怎么解决？ 我们都知道地球的大气层里，存在着大量的氧气，氧气的含量，随着高度的增加而下降，高度越高，氧气的含量越少，相反高度越低，氧的含量就越多。 空间站建立在在距离地球表面300多千米的太空，那里是一个没有气体的世界，氧气自然也不见踪迹。 那么，地球上的氧气是怎么来的？ 地球上的氧气主要来自于植物的光合作用。 绿色的植物叶子中含有叶绿素，叶子在阳光的照射下，能够吸收空气中的二氧化碳，利用身体根部输送而来的水，转变成淀粉等有机物，在这个过程中释放出氧气。 地球上大部分的氧气是来自于植物的光合作用，氧气大约占空气含量的21%。 地球早期没有植物，可大气层中也有少量的氧气存在，这些氧气是来自于二氧化碳与低能量电子发生的两种解离反应。 我们知道二氧化碳分子中含有一个碳原子，两个氧原子，地球早期大气层中的二氧化碳分子通过捕获大气中的电子来产生碳原子负离子或者氧原子、氧分子，这些氧原子可以结合变成氧分子，即氧气。 不过用这种方法产生的氧气的含量很少，当地球上出现甲烷菌和蓝细菌的时候，地球上的氧气含量才逐渐增加。 这些蓝细菌就像一台吸收器，把太阳能吸收之后，利用二氧化碳和水，生成了氧气和有机物。这个过程跟植物的光合作用十分相似。 总的来说，植物就像氧气的制造工厂，有了绿色的植物，氧气才能源源不断产生。可是国际空间站里十分狭窄，宇航员的生活、作息都有些拥挤，是不可能种上绿色的植物的。 在那样的真空里，细菌也很难生存，所以想利用细菌的光合作用来产生氧气是徒劳的。 而且空间站建立在缥缈遥远的太空中，通过地面源源不断输送氧气瓶或者氧气袋也很不现实。 然而太空站从建立到现在已经使用了几十年的时间，一代又一代的宇航员在上面生活、做实验，他们需要的氧气到底是从哪里来的呢？ 除了植物的光合作用，是否还有其他途径的氧气生产方式呢？ 电解水产生氧气 在没有植物的情况下要产生氧气，只能依靠水。水是生命之源，读过化学的朋友就知道水是由两个氢原子和一个氧原子组成的。 在电的作用下，水分子会产生分离，把氢原子和氧原子分开，之后氢原子和氧原子又重新组合成氢气和氧气。 电解水来产生氧气，是太空站里氧气的主要来源，电解过程中需要的电能来自于太阳能的转化，产生的氧气能够满足宇航员生活生存的需要。 而产生的废物氢气，则可以成为燃料，为太空站中的宇航员提供能量。可以说这是相当便捷和便宜的产氧方式。 一升的水，通过电解之后可以产生620升氧气。一个成年人每天消耗的氧气大约为550升，按照这样的方式推算，太空站中的宇航员，每天只需要电解几升的水就可以满足几个人的生存需要。 所以，只要有水就可以制造氧气，不过太空可不像地球那样，到处都有水资源。如何解决这个问题呢？ 要解决这个问题不是很难，每隔一段时间，地球都会向太空站输送一定的物资，这里面除了食物，还有水。水的量不会很多，在太空里水是十分珍贵的资源，是需要循环利用的。 比如宇航员会把洗脸、洗澡、尿尿产生的液体进行回收、净化，人体散热或呼吸所带出来的水蒸气散发在空气里，也能通过冷凝的方式把水蒸气收集起来利用。 这样既节约了能源，也减少了太空站的空气污染，这样也能保证产生源源不断的氧气。 从地球上带氧气罐 只是电解水是需要一定的设备的，如果宇航员没有其他氧气来源的话，仅仅依靠电解水，当设备损坏的时候，他们的生存就受到很大的威胁。 你想人在太空之中，如果设备损坏了，没有人能够及时帮忙修理更换，宇航员的生存将得不到保障。2020年的十月份，俄罗斯的国际空间站中的氧气生成系统就损坏了好几次，那时宇航员怎么办呢？ 其实，这些科研人员早就想到了，在宇航员进入空间站的时候，都会带上一些加压氧气罐，之后每隔一段时间，地球就会向空间上输送一些物资补给，这些物质里边就包括了一些氧气罐，里面贮存着大量的氧气，以防意外之需。 地面补给是空间站储备氧气的一种主要方式。还有另外一种制氧的方式，就是采用固体燃料进行化学反应来产生氧气。 这种固体燃料氧气发生器主要利用氯酸钠和铁的粉末进行混合，点燃这些混合物，两者发生反应之后就可以生成氧气。 从这几种氧气来源方式中可以看出，宇航员所处的环境除了氧气，似乎就没有别的气体了。 空间站里的气体成分是纯氧吗？这样是否更有利于宇航员的生活和工作呢？ 其实纯氧的气体对宇航员来说存在一定的危险。早期载人探测器里面确实是纯氧的环境，因为制造氧气需要一定的设备，这些设备有一定的重量，在发射的时候重量越轻，发射越顺利。 所以，早期的探测器里是一个低压的纯氧环境。可是后来发生了几起事故之后，科学家意识到低压纯氧的环境会威胁宇航员的生存。 文章开头所举的那位宇航员，就是在纯氧舱进行测试的时候发生了意外，而被活活烧死的。 无独有偶。1976年，阿波罗一号在进行地面纯氧测试时，也因为发生火灾，造成三名宇航员死亡。 纯氧的环境之所以会容易发生火灾，是因为氧气本身是一种助燃物，当环境里有可燃物，温度又恰好到了着火点时，此时在纯氧的助推下，就可能发生爆炸。 发生了这样的事故之后，科学家恍然明白，低压纯氧的环境并不适合宇航员的生活，那样实在太危险了，就像在宇航员身上绑了一个不定时的炸弹一样。 后来科学家把太空舱里的气体改为跟空气十分接近的成分，大约有25%的氧气，74%氮气，还有小部分其它气体，这样空间站里的气压跟地面上的气压相似，宇航员比较容易适应。 宇航员在空间站里工作，有时需要出舱进行各种实验。 宇航员出舱需要携带氧气罐吗？ 这次神舟12号飞船把刘伯明、汤洪波，几位宇航员送到了空间站里，在进入空间站的第18天，刘伯明与汤洪波两个人先后从天和核心舱出来，在舱外开展工作。 那时候我们只看到了宇航员身着白色宇航服，身上并没有携带氧气罐，难道太空里有氧气吗？ 其实不是的，这里面的秘密就隐藏在那套白色的宇航服里，他们身上穿的那套宇航服具有自动制氧功能，有一套完整的供氧系统。 宇航服里除了有氧气瓶之外，还携带了制氧设备，这套供氧系统产生的氧气可以供宇航员在舱外工作四至六小时之需。我们可不要小看了这一套宇航服，它的造价每一套在3000万人民币左右，只能穿6到8个小时。 结语： 人类向太空迈出的每一个步伐，都是智慧与勇气的结晶。探索太空这条路并不平坦，至今，已经发生了七起严重的航天事故。 到目前为止，已经有20多位宇航员为航天事业献出了宝贵的生命。让我们向这些人类的勇士致敬，感谢他们用生命为我们开启了一扇探索太空之门。