我們人類不管是在哪里都需要一些必須的生存條件就比如說一些物質基礎,以及其他方面的和物質也包括非常多的,如水和空氣。對于我們人,動物以及植物來說以及一切有生命的東西而言氧氣都是必不可少的。而空氣中其他的氣體成分則是輔助我們平時對氧氣的吸收以及代謝。所以進入外太空的那些宇航員也需要氧氣的供給,有許多網友就好奇怪外太空離我們地球這么遠,他們根本就沒有氧氣,那么他們平時的呼吸氧氣是靠什么來完成的。
首先將氧氣運輸到外太空,許多人都知道的氧氣最主要的運輸方式就是用工具把它裝進去。有很多人想到的就是用瓶子,畢竟我們在醫院或者是一些高原缺氧的地區都可以看到有那種專門用來裝氧氣的氧氣罐,但是這并不是普通的罐子,而且對于很多人來說,這種罐子非常的沉重,所以非常不方便攜帶。而且它是通過將氧氣壓縮成密度非常大的液體狀態再裝進罐子里的。
當然了,這也是為了保證能夠運輸更多的氧氣,而且能夠節省更多的空間。當我們在外太空的時候,就已經有一些專門的空間站,我們國家之所以會花這么多的錢在一個外太空建造這樣一個地方,就是為了方便我們的宇航員能夠及時在這里進行體力的恢復以及氧氣的吸收。這里的氧氣也是來源于地球上運上去的氧氣。
但是除了這個以外,還有另外一種方法,這種方法則是采用原地取材的方式來利用一些能夠利用的化學物質反應后生產出我們所需要的氧氣。當然了這個過程非常麻煩但是相比于把氧氣從地球上用瓶子運上去更加劃算,畢竟要從地球上運上去所需要的路費實在是太貴了,而且人力也是一個重要的問題。
所以現在已經大多數都是采用在空間站上用一些化學實驗來制造氧氣。當然了,這個過程還是非常的成功的,因為到目前為止已經有很多個空間站都是利用這種方法來制造氧氣的。空間站的環境對宇航員來說非常的重要,目前為止最適合人類呆的地方,也就是說宇航員適合居住的地方就是我們的國際空間站。
畢竟這里花費的資源以及花去的一些人力物力都是最大的。現在也制造出了非常多的儀器,就是來專門制造氧氣的就比如說有一個非常有名的儀器,它的原理就是通過高壓電將水分解成氫氣和氧氣。其實這是一個非常環保的方式,因為整個化學過程都沒有產生廢氣。
所以我們平時都是把這些氧氣拿來利用,而氫氣則是可以做燃料也可以有很多的用處。但是并不是所有反應都能夠做到像現在這樣,還是有許多過程中會產生一些有毒有害的氣體,而這個時候我們則需要用大量的時間來處理這些廢棄了就比如一個過程等有毒氣體,我們需要把它加工之后加工成一些沒有害的氣體,然后再排到太空中。
而有一些反應則不會產生有害也不會產生有好處的氣體,但是這些產生的氣體卻可以隨便的排放,因為他們的排放根本就不會影響任何一個事物。
這些年以來,我們國家對于這方面已經是投入了越來越多的錢在里面,因為宇航員是代表著我們國家的航天事業,而且航天事業正是一個科技最主要的內容。因為不管是直接從陸地上搬運氧氣還是說在空間站直接利用一些原理把氧氣制造出來都是一個非常耗費財力、人力的事情。
這個問題確實是很多人都想問的一個問題,畢竟,人類是要呼吸氧氣的,除此之外,人類還需要通過一日三餐補充體能,如果在地球上的話,無論是航天員還是普通的民眾,都可以在大氣層中呼吸到氧氣,除高原地區以外,人們通常不會擔心缺氧的問題然而,在千里之外的國際空間站本身處在外太空的真空狀態,而且,國際空間站里面長期都有航天員駐守,宇航員們呼吸的氧氣是哪里來的呢?
有人一定會想到,既然國際空間站處于太空的真空狀態,那么,國際空間站里面的航天員所呼吸到的氧氣勢必是從地球上帶過去的,但是,這又帶來另外一個問題,如果每一次都從地球上將氧氣帶到國際空間站的話,那將是一個非常巨大的工程量,畢竟,能從地球上帶過去的氧氣畢竟是有限的,只有不斷加大補給量,才能夠維持住國際空間站當中的宇航員長期吸氧的問題,那么,國際空間站里面的氧氣真的是從地球上源源不斷搬運過去的嗎?如果不是的話,國際空間站里面的氧氣又是從哪里來的呢?
實際上,在人類早期的航天過程當中,宇航員所呼吸到的氧氣確實是從地球上帶過去的,他們在宇宙飛船當中,直接裝了很多氧氣罐,不過,隨著航天科技的發展,科學家們發現攜帶氧氣罐還有很多缺點,由于氧氣是極佳的助燃劑,一旦遇到一絲絲火花,就有可能導致發生爆炸的可能性,這一點,在人類早期航天過程當中確實有過非常慘痛的教訓。早在1961年蘇聯的一艘宇宙飛船,正在進行實驗的時候,就因為火箭發生故障,導致整個飛船爆炸起火當時的宇航員被活活燒死了,這樣的事情在1967年再次上演了一遍,當時,美國的阿波羅1號在地面實驗時,也因為電纜產生火花引發了火災,致使三名宇航員被燒死。
由此可見,在宇宙飛船當中攜帶純氧氣,確實有很多缺點,一旦出現絲毫差錯,就有可能給整個宇宙飛船帶來毀滅性的打擊,正是在這樣的背景之下,人類在后續的載人航天活動中,就開始將養氣更換為模擬地球大氣的混合氣體,主要是將艙內空氣由原來的純氧替換成氮、氧混合物,并加入二氧化碳以刺激神經中樞。這樣一來,就可以有效的減少或降低純氧遇到明火爆炸的問題。
隨著航天科技的不斷發展,等到國際空間站建成時,科學家們便成功打造出來了一個循環系統,當前的國際空間站內,氧氣循環主要靠水,電解水。眾所周知的是,目前各航天大國都研發出來了液氧和液氫為燃料的新一代重型火箭,這些重型火箭都是用液氧液氫作為燃料,氫氣與氧氣燃燒會生成水,噴薄而出的水蒸氣會給火箭帶來強大的推力。
而學過初中物理的人都知道,通過給水通電,可以生成氫氣與氧氣。“被電解的水”則由回收系統在各處收集,像航天員呼吸帶來的水蒸氣、尿液、廢水等,通過回收系統回收之后,就可以通過電解的方式,從這些廢水當中分解出氫氣和氧氣,還有一部分通過過濾之后再次變為可飲用的水重復使用,通過水回收裝置電解水是一種制造氧氣的途徑,當然,通過電解水的方式不僅僅只是生成了氧氣,在生成氧氣的過程當中還會生成出氫氣,所以,科學家就要想辦法將收集到的氫氣給利用起來,要不然就太浪費了。通過科學家的共同努力,他們成功的找到了利用氫氣的途徑。
原來,科學家通過收集宇航員們呼吸出的二氧化碳,使其與氫氣反應,即可得到水和甲烷。多余的甲烷會被排出到太空,而產生的水則會回到空間站繼續循環。除此之外,空間站還配備氫氧化鋰或者氫氧化鉀配合去除二氧化碳。由此可見,通過電解水生成一部分氧氣和氫氣,氧氣則可以直接循環使用,而氫氣通過與空間站當中所產生出來的二氧化碳進行反應之后,又可以得到水和甲烷,而產生出來的水又能再次通過電解的方式產生氧氣和氫氣,就這樣周而復始的使用,就形成了一整套循環系統。也就是說,國際空間站里面的氧氣主要是通過循環系統產生的,有了這套循環系統,國際空間站里面的氧氣就可以源源不斷的被生產出來。
宇宙浩瀚又神秘,人類始終沒有放棄過探索未知的宇宙。從進入新時代之后,就不斷想要去探索地球以外的環境,從上世紀開始,人類就一次次的不斷踏上宇宙之旅,就是想要了解是否存在除了地球以外的生命存在。
直到現在,許多國家依舊研發著宇宙航天技術,想要再次去探索未知的環境。為此人類還建立了“宇宙空間站”。那么就讓人好奇,宇宙這種環境,空間站要如何不間斷提供氧氣呢?
宇宙是沒有氧氣存在的,這種常識是初中生都知道的。所以在這樣的狀態下,就會給航天員們帶來非常大的壓力,人類是需要氧氣的,如果沒有氧氣是會窒息甚至導致死亡。所以在我們進行探索宇宙的時候,我們是會攜帶大量的氧氣,氧氣桶這樣的供給裝備。但是這樣的東西它是會消耗完的,我們所帶的設備總會有消耗完畢的時候。那么如果在長期駐守宇宙的情況下,氧氣就將會枯竭。在這種狀態下,可能我們就沒有辦法生存。所以這個時候就出現了一個非常高科技的東西,可以在太空中制造氧氣。聽起來的確很神奇,在宇宙中都沒有氧氣這種物質存在,我們卻能在宇宙中制造出氧氣來。
在空間站的時候,航天員的日常工作和生活都是在里面度過的。他們在出發前,就已經是配置大量的糧食和氧氣。在進入空間站生活后,還會有美國的龍號和俄羅斯的進步號,他們會通過這兩個無人駕駛的宇宙飛船獲得物資補給,但這并不是長久之計。所以這個時候,很多東西就會變得非常珍貴,比方說“尿液、污水還有汗水”等其他物質,都能夠進入到空間站水循環系統,然后產生出飲用水。這就像宇航員道格拉斯-惠洛克曾說過:昨天的咖啡就成為明天的咖啡。在這樣的狀態下,我們就可以獲得我們所需要的東西,甚至這種方式更加簡潔高效——自身制造。對于宇航員的生活必須用品是可以通過這樣的方式,那么對于氧氣的供給又是通過什么樣的方式呢?
空間站的氧氣供應是從電解水產生的。宇航員會讓氧氣和氫氣分離出來,然后得到氧氣。同樣空間站的電是環保的。空間站外部有太陽能電池板,將陽光轉化成電能。
雖然這些操作在我們聽起來是那么的簡單而且審計,但是在太空那樣吳江而且沒有重力的環境下進行這樣的操作可并不是我們想象中的那么輕而易舉。所以宇航員在為我們尚未完成的事情付出艱辛的努力,只是為了更好的去探索宇宙的深層次,他們的努力值得我們的敬佩,他們的精神也值得我們去學習。
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