太空空间站的空气是怎么来的?
太空空间站中,宇航员呼吸的氧气是通过两种方式产生的。第一种是直接携带地面氧气罐,第二种则是通过空间站内的化学反应生成。
一、空间站中的空气
太空空间站中可提供人们呼吸的氧气含量可以说是几乎没有,但是为了保障宇航员在站内的工作顺利进行及外出出舱后维持活动,科学家们想到将地面氧气装在密封储存罐里带上太空站。谢如今在太空占中空气的来源有两种,一种是用特殊的蓝色罐子直接携带地球上的氧气和混合的二氧化碳。第二种则是在空间站中通过化学反应产生的气体。
二、液压式空气
早期空间站中的空气是由氧气与惰性气体进行混合液压在蓝色的气体罐中带上空间站。也就是说人们在空间站中所呼吸的空气是循环利用的。不过在这空气中也参加了5%的二氧化碳成分,用于刺激人体的中枢神经。这种液压式空气的储存量较小,增加飞行器的重量不利于长期使用。在循环式呼吸的空气中代谢的废气无法排出,对身体健康也是个不小的威胁。
三、化学反应制气
目前我们所使用的主要方式是化学反应来制“气”。主要是通过吸收空间站当中空气的水蒸气与宇航员排出的液体进行电解产生新的气体。其中氧气可以供人们呼吸,氢气则可以直接排到太空舱外,这种方法在一定程度上可以缓解空气污染,被排出的氢气也可当作太阳能发电的辅助气体。 随着新技术的发展,分子筛技术已经成为如今循环气体的主要方法。可以通过这一系统对呼吸所代谢出的废气进行有氧化过滤。利用超氧化钾反应产生呼吸必需的物质,实现氧气的循环供应。
1、氧气瓶携带氧气
例如美国的天空实验室,纯氧。
2、固体氧气发生器
用碱金属过氧化合物等化学物质释放氧气,同时吸收排放的二氧化碳(国际空间站由于偶尔会发生太阳能电池板故障,无法给电解水提供足够能源,会采用这种方式供氧)。
3、电解水
通过吸收站内空气中的水蒸气、宇航员尿液汗液等,进行电解产生氧气。美国的天空实验室、中国的天宫一号太空站,和平号空间站早期,都有采用电解水制氧,氢气可以进行回收参与燃料电池工作,化学反应生电并且生成水。
太空空间站的特点
空间站特点是体积比较大、结构复杂,在轨道飞行时间较长,有多种功能,能开展的太空科研项目也多而广。
空间站的特点之一是经济性。例如,所有的空间站都不具有返回地面的功能而是在太空接纳航天员进行实验,可以使载人飞船成为只运送航天员的工具,从而简化了空间站的结构,既能降低其工程设计难度,又可减少航天费用。
另外,空间站在运行时可载人,也可不载人,只要航天员启动并调试后它可照常进行工作,定时检查,到时就能取得成果。这样能缩短航天员在太空的时间,减少许多消费,当空间站发生故障时可以在太空中维修、换件,延长航天器的寿命。
增加使用期也能减少航天费用。因为空间站能长期(数个月或数年)的飞行,故保证了太空科研工作的连续性和深入性,这对研究的逐步深化和提高科研质量有重要作用。