2024年10月30日,随着一声巨响划破长空,搭载着三名航天员的神舟19号飞船成功发射。
这三名航天员开始了一次为期六个月的太空冒险,为中国的航天事业再添光彩!
这次神舟19号飞船的发射彻底将大家的注意力聚焦到了中国空间站的事情上。
毕竟自从2021年4月天和号核心舱的发射之后,中国的空间站就已经在轨飞行了三年多,期间陆陆续续也有21名航天员替换,但是空间站的工作还是照样在进行着。
所以大家很好奇,这些航天员在空间站工作的同时,它们的氧气是从哪里来不足的呢?
在空间站为什么不会缺氧?
而且就算神舟16号的三名航天员都搭乘神舟19号飞船返回地球了,甚至没有换管子,空间站的氧气也丝毫没有下降,甚至还有些剩余。
那么在空间站究竟有什么样的机制,让氧气不会成短缺的情况呢?
氧气生成机制。我们知道,氧气是由水中提取出来的。
在空间站中,水是极为宝贵的一种资源,平日里都是航天员自己脚踩飞天车去地面上加油,当回来时带上一些,才能保证空间站里有足够的水供他们生活使用。
不过,虽然水在太空极其宝贵,但是航天员们却一点都不觉得自己缺乏什么。
因为,空间站就算不供水,航天员们也能保证氧气不缺,而且还能够在一段时间之后有盈余。
这究竟是怎样的情况呢?
其实,这就要说说空间站里氧气的生成机制了。
空间站里氧气的生成方式主要有两种,其中之一就是在外太空中电解水,分离出氢气和氧气来。
电解水就是将水分解为氢气和氧气的一种过程。
我们知道,水就是H2O。
也就是由两个氢原子和一个氧原子组成的,所以,要想分离出氢气和氧气,就必须通过外力将这三种元素的原子分开。
这个外力就是电能。
在空间站中,电解水的效率是非常高的。
每电解1升水,就能够产生约620升氧气。
这也就是为什么空间站要很节约用水的原因了。
因为生活的污水都需要回收起来再次利用,让水资源循环利用,从而能把这无限的氧气抽取出来。
不过,电解水不能很好的保证氧气的稳定供给,因为很多时候在太空工作需要大量的氧气,单靠电解水是远远不够的。
所以,在空间站里还有一种能制造氧气的装置,叫做固体燃料氧气发生器。
这样的一种装置是怎么工作的呢?
在固体燃料氧气发生器中,有一种特殊的固体燃料,主要成分是氯酸钾和氯酸钠。
在工作时,它们会被点燃,发生剧烈的反应,将固体燃料转化为气体。
同时,这些气体中会有很多氧气。
大约每产生1升气体,就能产生0.4升的氧气。
看起来好像效果不怎么好,但是再加上在电解水中产生的氧气,空间站内的氧气就不会出现缺乏的情况了。
且空间站里还有另外一台装置,专门用来释放二氧化碳的。
这就是二氧化碳吸附装置,它能够将空气中的二氧化碳分离出来,并通过化学反应将其固定在一些固态物质上。
这样一来,空间站内的氧气和二氧化碳就能够维持一个良好的平衡状态。
按照这种情况来看,空间站内的氧气生成机制还是很厉害的!
但是大家发现一个非常奇怪的事情,就是空间站的氧气好像并没有在不断生成,但是却在不断的增加。
这是为什么呢?
其实,这是因为空间站在飞行的时候还会有一些空气流失,而这些流失的空气也是有氧气的,但是却没有计算在内。
除了这些空气流失,还有一个原因就是空间站内部的氧气并不是静止不动的,它们是会被不断吸收和利用的。
所以空间站内部的氧气总是看起来有点缺然而又有点多的矛盾情况,这就是看起来有盈余的原因。
其次,神舟16号的三位宇航员只是回到地面,空间站里还是有一名航天员在值班的,他从神舟15号飞船上过来之后就一直呆在空间站里,所以氧气的供应也得到了很好的保证。
水资源的循环利用。既然空间站的氧气是靠电解水获得的,那是不是就意味着如果没有水,空间站里的航天员们就会窒息?
答案自然是肯定的,但是这样的一种情况是不会发生的。
首先,我国航天科技非常发达,我们的航天飞机可以在空间站和地面之间进行来回运输。
航天员们定期就可以将一些污水带回地面进行处理,而除去没用的水分之后,能够大大节约空间站里剩余的水资源供后续的航天员们使用。
其次,还有一个原因就是在空间站里,航天员们不仅能够生产氧气,他们还能够生产水。
这到底是怎么回事呢?
其实,航天员们在工作时会产生很多的汗液和废物,同时,电解水装置在工作时也会消耗很多电能,而这些能量是通过燃料来提供的。
这其中的燃料就是煤油,航天员们在宇航服外工作时产生的汗液会被收集起来,加热蒸发,产生水蒸气。
而电解水装置工作时也会产生一些蒸汽。
这些蒸汽在空间站的环境中,都能够凝结成液态水回收利用。
这样一来,空间站就不缺水了,自然也就不缺氧了。
结语正是这些航天员在工作时产生的汗液和废物,给空间站带来了大量的水,那些污水只有在地面上进行处理的时候,才能将水和泥分离开来。
这就导致水资源的循环利用也达到了一个很高的效率,让空间站不再缺水,也不会缺氧。
可以说,空间站里的氧气供应机制是相对先进的,但是未来我国航天还会发展出更高效、更环保的氧气生成技术吗?