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作者：夏果游樂設(shè)施 閱讀量：587次 發(fā)表時間：2022-01-01 03:40:11
航天員要想在空間站中長期生存，至少需要三樣?xùn)|西：食物、氧氣和水游樂場太空艙設(shè)備工作原理。食物和水還好說，定期由地面發(fā)射上去的貨運飛船進行補給，氧氣就比較麻煩了。航天員無時不刻不在呼吸，需要的氧氣量特別大，全部依靠地面進行補給根本不現(xiàn)實。
空間站中是否充滿了氧氣我們首先要了解一個事實游樂場太空艙設(shè)備工作原理，航天員在空間站中是怎么呼吸的，需不需要帶著氧氣罩？
中國空間站
空間站內(nèi)部的環(huán)境和外部的太空環(huán)境是相互隔絕的游樂場太空艙設(shè)備工作原理，而且是100%全封閉隔絕，不能有一丁點兒縫隙。上個世紀六十年代，人類剛剛上天時，載人探測器里面的空氣環(huán)境是純氧環(huán)境，里面除了氧氣什么都沒有。
航天員在純氧環(huán)境中呼吸，不需要帶著氧氣罩，但是卻發(fā)生了兩起致命的悲劇性事件游樂場太空艙設(shè)備工作原理。1961年，前蘇聯(lián)宇航員瓦連京·瓦西里耶維奇·邦達連科在地面進行耐低壓模擬訓(xùn)練時發(fā)生了意外，被重度燒傷，最后不治身亡。1967年，美國阿波羅1號的三位宇航員在地面測試純氧艙時，也因為火災(zāi)而意外身亡。
行星
這兩起事故的罪魁禍首都是純氧環(huán)境游樂場太空艙設(shè)備工作原理。從此以后人類就放棄了低壓純氧艙方案，改用與地面空氣成分接近的方案，即氧氣占22%，氮氣占78%。這種空間站中的空氣環(huán)境方案一直沿用至今。
在這種空間站環(huán)境中，航天員也不需要帶著氧氣罩，就跟在地面上正常呼吸一樣。所不同的是，空間站中的空氣成分少了稀有氣體（氦、氖、氬、氪、氙、氡），二氧化碳和其他物質(zhì)（如水蒸氣、雜質(zhì)等），理論上來說更加純凈了。
空間站中的氧氣從何而來既然空間站中的氧氣占比22%，航天員又在時時刻刻地消耗著氧氣，那么空間站中的氧氣到底從何而來呢？
氧氣生成系統(tǒng)電解水制氧
無論是國際空間站還是中國空間站，里面都有一套甚至多套制取氧氣的設(shè)備，叫做氧氣生成系統(tǒng)。利用這套設(shè)備，空間站就能夠為多名航天員提供源源不斷的氧氣。
氧氣生成系統(tǒng)的原理很簡單，就是利用電能分解水，然后產(chǎn)生氧氣和氫氣，其中的氧氣供應(yīng)航天員呼吸。制氧所需的電能通過太陽能電池板獲得。
空間站中的氧氣罐
那么空間站每天需要制取多少升氧氣，制氧又需要消耗多少升水呢？
航天員每天需要呼吸的空氣量大約是1.1萬升，呼入時氧氣含量是22%，呼出時剩余的氧氣含量是15%左右。簡單換算一下，航天員每天大概需要550升的氧氣。
通過氧氣生成系統(tǒng)制取氧氣，每一升水能夠制取620升的氧氣。這樣的話，每天消耗不到一升水制取氧氣，就足夠一名航天員呼吸用了。具體到通過神舟十二號發(fā)射上天的聶海勝、劉伯明和湯洪波身上，中國空間站在他們停留的三個月時間里，只需要消耗不到270升的水來制取氧氣，就夠他們?nèi)齻€人呼吸用了。
太空馬桶集成了廢水收集系統(tǒng)
而制取氧氣用的水從哪里來呢？主要來自地面的補給，也有一部分來自空間站收集的各種廢水，甚至包括航天員的尿液（會經(jīng)過消毒殺菌處理）。
地面補給氧氣生成系統(tǒng)是空間站氧氣的主要來源，但絕不是唯一的來源。萬一這套系統(tǒng)哪天出現(xiàn)故障了，沒有了替代方案，后果將不堪設(shè)想。2020年10月份，國際空間站俄羅斯艙段的氧氣生成系統(tǒng)就癱瘓了三次。
龍飛船為國際空間站運送補給
空間站中的另外一種氧氣來源就是地面補給。國際空間站每隔一段時間就會收到來自地面的物資補給，這其中就包括氧氣?？臻g站里面通常都會存放多個氧氣罐，里面存儲著大量的氧氣以防意外情況發(fā)生。
航天員出艙需要攜帶氧氣罐嗎中國空間站航天員出艙
在進駐中國空間站17天后，神舟十二號飛船的航天員進行了中國空間站首次出艙活動。航天員劉伯明、湯洪波身著“飛天”艙外航天服，先后從天和核心艙節(jié)點艙成功出艙，并且完成了在機械臂上安裝腳限位器和艙外工作臺等工作任務(wù)。
中國空間站航天員首次出艙活動
那么我們?yōu)槭裁礇]有看到劉伯明和湯洪波攜帶的氧氣罐呢？
實際上，劉伯明和湯洪波每個人都攜帶了供呼吸用的氧氣罐，不過氧氣罐被集成到了“飛天”艙外航天服上了。
“飛天”艙外航天服
我國自主研制的這套新一代出艙服造價約3000萬元人民幣，重約120公斤，可供航天員在艙外連續(xù)工作6到8小時。
造價3000萬的出艙服
“飛天”艙外航天服采用閉式循環(huán)非再生式環(huán)控生保系統(tǒng)，在它的背部裝有一套專門提供氧氣等維持生命所需各種條件的便攜式生命保障系統(tǒng)。這套便攜式生命保障系統(tǒng)里面，就裝有一個高壓氧氣瓶，使用40千帕純氧壓力制度為航天員供氧。
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本文標簽：游樂場太空艙設(shè)備工作原理
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