Question

太空中的氧气从何而来？会有人在固定的时间给宇航员送去氧气吗？

Answer 1

众所周知，氧气作为生命中最重要的关键物质，如果离开氧气太久是无法维持生命正常运作的。而那些要去空间站工作的工作人员，在完全真空的宇宙中，就更加需要氧气了，但是每辆火箭都是有限载重量的，不可能携带大量氧气上去，那么在空间站的工作人员是依靠什么来维持生命需求的呢？

大家好，我是白先生，我们来说一说太空中的氧气要从何而来。

截止目前，世界上只有两个空间站在宇宙里运行，一个是由中国自主建造的天宫系列，另一个是包括美国、日本在内的六家西方国家共同建造的国际空间站，是目前最大的空间站。就目前来说，中国的空间站内目前虽然都只是工作人员定期上去过，但是预计2022年空间站彻底建造完成后，空间站内就会开始有人常驻了。而国际空间站在2000年试用成功后就将三名工作人员成功送入并完成对接。

每位航天员在太空中每天平均要消耗0.9千克的氧气，与此同时要排出近1千克的二氧化碳，而对于那些在空间站中要生存几个月甚至几年的宇航员来说，所需要的氧气数量更大，那么这些氧气是从哪里来的呢？会有人在固定的时间给宇航员们送去氧气吗？

每次火箭发射前，工作人员会先安排一部分氧气在火箭内来保证在发射到进入空间站这段路程的氧气用量。有人说，为什么不直接让火箭大量携带氧气瓶进入空间站呢。要知道，虽然直接将氧气带上去很方便，但是这样一来成本就会变得很高，更何况每架火箭是有限重的，携带大量氧气升空不但会加重火箭重量不说，还会抢占火箭的燃料空间，得不偿失。

人类在地面上每天所呼吸的氧气并不是纯氧，里面包括的氧气、一定浓度的二氧化碳都是维持人体酸碱平衡的必需品。而如果要携带氧气进入空间站，那么此时所携带的氧气就是纯氧。除去煤气中毒的病患，人是不可以直接吸入纯氧的，而且作为一种具有燃烧性的气体，任何物体的燃烧都是离不开氧气的，如果在火箭升空或是运输装置在向空间站运输氧气的过程中发生意外，后果将不堪设想。上 个世纪前苏联在一次模拟实验中就烧死了人类精英宇航员，而美国在模拟实验时也发生了同样的灾难，夺走了当时非常优秀的三名宇航员的生命。

为了阻止这种灾难的发生，科学家们也在不断地进行试验。首先，再运往空间站的氧气不只是纯氧，而是氧氮混合气体，其中氧气占的比重略微大于氮气。氮气作为一种惰性气体，无色无臭且不活泼，在空气中它的比例就占据了七成，而且最重要的是，氮气不燃，可以起到阻止燃烧的作用，防止氧化反应下反应太剧烈，导致宇航员没有时间处理突发情况。其次也在空间站内分布了 探测烟、光或热的传感器来进行火情探测，当发现有火情时，宇航员们会第一时间戴上特殊的氧气面罩，隔绝掉空间内的氧气防止火势蔓延，来保证自己和空间站的安全。

既然运输氧气又危险成本又高，那么宇航员们在空间站中是怎样来维持呼吸的呢？

国际空间站一开始是选择将空气压缩带上去，但是这样子带上去的氧气必须依靠氧气罩才能呼吸，既然如此，那就从根源上解决问题，携带氧气危险又困难，那就直接在空间站制造氧气。

俗话说，学好物理化，走遍天下都不怕。我国在空间站中制造出氧气方法就是依靠电解水，就 是指水被直流电电解生成氢气和氧气的过程。只要有足够多的淡水，那么氧气供给的问题也就轻而易举了。 一升水能被分解出大概620升的氧气含量，而这些氧气可以保证一名宇航员一天的供应。除此之外，科学家结合 对热动力系统采用氢气与氧气燃烧产生动力的特点，将液态氧推进火箭燃料中的固态高氯酸锂，点燃后生成液态氧气作为氧气备份，每生成一罐的量也可以满足一个宇航员一天的氧气需求。

还有人觉得疑惑，既然氧气运送到空间站成本也高，那同样质量的水和空气，水不是比空气更重吗？是的，将淡水送上空间站花费的成本更大，所以在空间站内，宇航员们使用的水是循环利用的，包括他们的尿液、汗、生活用水都在这个循环范围内。比如航天员产生的汗液，在蒸发到舱内的大气中后，会通过过滤装置冷凝后继续投入使用；产生的尿液在通过特殊处理后将异味去除就变成了水，这个水就可以被用来完成电解水过程制作出供给呼吸的氧气。因此，国际空间站像我们看到的那样在宇宙中漂浮了十几年，氧气的确取之不竭，当然，是要在保证有水且充足的条件下。

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