對于人類乃至整個地球生態(tài)圈而言,氧氣都是最重要的,縱然你強悍如貝爺,可以在荒野中找到食物和水,甚至能只靠水活一星期,但只要沒有氧氣,幾分鐘之內(nèi)就會嗝兒屁。
據(jù)統(tǒng)計,一個成年人一天大約要呼吸2萬次到2.8萬次,在地球上這一過程可以毫不費力地發(fā)生,但對于生活在距離地面400公里高度,國產(chǎn)的空間站內(nèi)的3航天員們來說,呼吸卻不是一件簡單的事。
此時此刻在我國空間站內(nèi),翟志剛、王亞平和葉光富三名航天員,正在執(zhí)行他們?yōu)槠?80天的太空任務(wù),每天都要消耗1650升氧氣,這樣算下來,在6個月的空間站工作生活中,他們一共得消耗至少29.7萬升氧氣。
在遠(yuǎn)離地球的空間站上,制造這么多供給航天員日常呼吸用的氧氣,可不是一件容易的事,因為空間站雖然還算是在地球大氣層內(nèi),但空氣已經(jīng)非常稀薄了,無法直接吸取氧氣,那空間站上的氧氣是從哪兒來的呢?
科學(xué)家對如何在空間站內(nèi)制取氧氣,其實很有研究,因為在國產(chǎn)空間站升空開始工作之前,由美國和俄羅斯等16個國家聯(lián)合建造的國際空間站,就已經(jīng)在太空中工作了20多年了,期間從未出現(xiàn)過氧氣不夠用的情況。
而他們采用的辦法,就是在空間站內(nèi)把水電解,分成氧氣和氫氣,這種辦法雖然因為很費電,在地球上很少見到,但在擁有巨型太陽能電池板的空間站上,電解水其實還是個不錯的選擇,最重要的是它足夠安全。
因為在1967年的時候,美國用于實驗登月的阿波羅1號飛船就曾因為壓縮氧氣而發(fā)生了火災(zāi),等地面人員千辛萬苦耗時5分鐘終于打開艙門后,里面的三名美國宇航員已經(jīng)全部喪生了。
事故就是由電火花點燃艙內(nèi)純氧而引發(fā)的,所以后來航天界再也不會直接把氧氣壓縮后送上太空,供宇航員們呼吸使用了,只有地面上還會采用氧氣瓶存儲壓縮純氧,為醫(yī)療或者潛水員們的水下活動服務(wù)。
看到這里有人會問了:電解水同時產(chǎn)生的氧氣和氫氣里,氫氣也是非常易燃易爆的氣體,空間站內(nèi)是如何保證氫氣安全呢?
我國空間站內(nèi)的電解水裝置在產(chǎn)生氧氣和氫氣后,氧氣會被航天員們吸進去然后置換出二氧化碳,之后二氧化碳會被收集起來再和之前產(chǎn)生的氫氣進行反應(yīng),最后生成可以被再次分解的水,以及易燃易爆的甲烷氣體。
當(dāng)甲烷被排出空間站后,就可以繼續(xù)進行電解水過程了,根據(jù)實際應(yīng)用中的數(shù)據(jù),在國產(chǎn)空間站里只需要分解1升水,就能循環(huán)產(chǎn)生620升氧氣,完全能滿足一名航天員一天550升氧氣的呼吸需求,每天最多電解3升水,就能保證三名航天員的工作生活。
由此不難看出,空間站內(nèi)氧氣的問題其實就是水的問題,在電能由太陽能電池板提供的情況下,只要有水就能有產(chǎn)生源源不斷的氧氣。
我國往空間站上運水,用的是天舟系列貨運飛船,每20升水會被包裝成一個水包,既可以用來電解產(chǎn)生氧氣,也能供給航天員們?nèi)粘o嬘煤拖词,不過由于空間站內(nèi)水資源太過寶貴,所以這些水包內(nèi)的水最后都會并入水循環(huán)系統(tǒng)中。
航天員的尿液,汗液,以及水蒸氣,也會一起進入循環(huán)系統(tǒng)中,通過一系列的凈化和蒸餾,把這些廢水重新變成可以飲用的水。
我國3名航天員在國產(chǎn)空間站內(nèi)生活的這180天里,幾乎所有液體資源都會被重復(fù)利用,同樣的場景也會在國際空間站上上演。
太空生活在短時間內(nèi)的未來,是不太可能舒適化的,因為人類文明目前還處于太空時代的黎明,科研任務(wù)才是太空生活的重頭戲,我們普通人想上太空度假或者生活,至少還得再等幾十年才能實現(xiàn)。