國際空間站是怎么得到可呼吸氧氣?
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國際空間站(通常被稱為ISS)是一艘圍繞著地球軌道而運(yùn)行的人造衛(wèi)星,海拔在200英里以上。在任意情況下,它都可以容納5-6名宇航員去執(zhí)行一系列的實(shí)驗(yàn)、研究,和其他能拓展宇宙知識(shí)的工作。
ISS(國際空間站)
國際空間站是人類史上建造的最昂貴的物體(圖片來自: Wikipedia.org)
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毋庸置疑,國際空間站上有一系列的生命支持系統(tǒng)去確保宇航員在太空中盡可能舒適的生活。
人類生存所必需的三件最重要的東西是水、食物和氧氣。在這篇文章中,我們已經(jīng)討論過在國際空間站中宇航員是怎樣得到可飲用的水源,現(xiàn)在我們將要討論的是,到目前為止在太空中宇航員是怎樣獲取可呼吸氧的。
水的電解
在國際空間站里,電解是“制造”氧氣的主要方法。但是,電解又是什么意思呢?
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“電解”指的是將電流通過電解質(zhì)溶液,將溶液化學(xué)分解的一種過程。因此,水的電解就是將水分解為它的組成部分--氫氣和氧氣。
水的電解
經(jīng)典的水電解圖解
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仔細(xì)想一下,我們?cè)诘厍蛏虾粑难鯕庖瞾碜杂谒姆纸猓皇撬蛧H空間站中水的電解方式不同,不是一個(gè)機(jī)械性的過程。植物、樹木、海藻,藍(lán)藻和浮游植物等有機(jī)物進(jìn)行光合作用(光合作用是將水和陽光變?yōu)槭澄铮渲械囊粋€(gè)過程分解了水分子。
水分子由兩個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子組成,當(dāng)電流通過水分子時(shí),它就會(huì)分解為氫氣和氧氣(來源)。
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氧氣生成系統(tǒng)簡(jiǎn)稱OGS,是NASA設(shè)計(jì)出來的設(shè)備,能夠通過電解水產(chǎn)生可呼吸氧。用這種方式制造出來的氧氣排放到國際空間站的座艙環(huán)境里。但是氧氣生成系統(tǒng)只是國際空間站里環(huán)境控制和生命保障系統(tǒng)里的一部分。
展示的是環(huán)境控制和生命保障系統(tǒng)的三個(gè)設(shè)備,從左到右,水回收系統(tǒng)(設(shè)備1),水回收系統(tǒng)(設(shè)備2)和氧氣生成系統(tǒng)。(圖片來自:詹姆斯E斯卡伯夫/維基影像共享空間)
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環(huán)境控制和生命保障系統(tǒng)另一個(gè)重要的設(shè)備是水回收系統(tǒng)(WRS),它與氧氣生成系統(tǒng)協(xié)同工作。
所以,在國際空間站里的宇航員會(huì)從水的電解中獲取到可呼吸氧,但是水又來自哪里呢?
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當(dāng)然是來自水回收系統(tǒng)??! ? ?
水回收系統(tǒng)可以在國際空間站里收集水分
水回收系統(tǒng)是環(huán)境控制和生命保障系統(tǒng)的一部分,它通過回收宇航員的尿液,汗液,座艙里的冷凝水和艙外活動(dòng)產(chǎn)生的廢棄物來提供干凈的水源。
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回收到的水通過電解產(chǎn)生可呼吸氧以供人類在太空中生存。
加壓氧氣罐
可呼吸氧主要來自于水的電解,而加壓氧氣罐則是另一種提供可呼吸氧氣的方式,無人航天飛船攜帶這些氧氣罐,送達(dá)至空間站,并儲(chǔ)存在空間站內(nèi)以備不時(shí)之需。
宇航員還可以通過通過點(diǎn)燃由高氯酸鋰組成的SFOG(固體燃料制氧)罐來獲取氧氣,每罐僅可為1名宇航員提供有限的氧氣。
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相關(guān)知識(shí)
航天員是指接受航天訓(xùn)練后,指揮、操縱或搭乘航天器的人員。
在美國,以旅行高度超過海拔80公里(50英里)的人被稱為“astronaut”。國際航空聯(lián)合會(huì)(FAI)定義的宇宙航行則需超過100公里。
到2004年4月18日為止,按照美國的定義共計(jì)440人,在空間里度過了一共27,082個(gè)航行日(crew-day),在空間中散步共用了98個(gè)航行日。
按國際航空聯(lián)合會(huì)的定義,只有434人符合資格。進(jìn)入空間的航天員來自至少32個(gè)國家。
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作者: sciabc
FY: 一只家貓
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