地面上无处不在的氧气,国际空间站是如何获取的呢?

2021-06-10 科技

国际空间站(ISS)是一颗载人卫星,它在距离地面200英里以上的高度上环绕地球运行。在任何特定的时间里,它都能容纳5-6名宇航员进行大量的实验,进行研究和探索,并做一些其他的事情来增加我们对太空中事物运作规律的了解。

国际空间站((International Space Station)

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国际空间站是至今人类建造过最昂贵的东西。(图片来自:sciabc)

显而易见,国际空间站上有许多生命保障系统,以确保宇航员能够尽可能舒适的呆在太空中。

人类生存所需要的最重要的三样东西是水、食物和氧气。我们已经在这篇文章中讨论了宇航员如何在国际空间站上获得饮用水,所以现在该谈谈宇航员在远高于地球表面的地方是如何获得空气的了。

水的点解

电解是国际空间站“制造”氧气的主要方法。那么,电解是什么意思呢?

“电解”是指将电流通过含有离子的液体或溶液而使其发生化学分解的过程。因此,电解水就是将水分解成它的两种组成成分——氢和氧的过程。

电解水

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电解水的典型示意图。

如果你仔细考虑一下,我们在地球上呼吸的氧气也来自于水的分解,只不过这不是一个像在国际空间站上电解水的机械过程。植物、树木、藻类、蓝藻和浮游植物……所有这些生物都能在进行过合作用(将阳光和水转化为所需的物质和能量的过程)时分解水分子。

我们知道,水是由两个氢原子和一个氧原子组成的。当你向水中通入电流的时候,这两种成分会分离并重组为氢气和氧气。

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(图片来源:百度)

制氧系统(OGS)是由美国宇航局(NASA)设计用于电解水产生氧气的支架。以这种方式产生的氧气随后被排放到国际空间站的舱内大气中。需要注意的是,OGS是国际空间站ECLSS(环境控制和生命支持系统)的一部分。

3个ECLSS机架

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(图片来源:sciabc)

从左至右依次为水回收系统(机架1)、WRS(机架2)和制氧系统(机架3)。(图片来源:詹姆斯·E·斯卡伯勒/维基公共媒体)

ECLSS的另一个重要组成部分是水回收系统(WRS),它与制氧系统协同工作。问题来了,国际空间站上的宇航员通过电解水获得氧气,那么这些水是从哪里来的呢?

进入WRS!

从国际空间站收集水

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(美国宇航员尝试修复国际空间站水回圈系统。图片来源:baidu)

水回收系统(WRS)是ECLSS的一个组成部分,它通过回收舱内机组人员的尿液、汗水、机舱内的其他冷凝液以及舱外机器活动产生的废物来提供清洁的水。

这些水被用来电解,产生可供呼吸的空气来维持船上的生命。

加压氧气罐

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(图片来源:sohu)

加压氧气罐是合成可呼吸氧气(即电解水制氧)这一主要方法的后备办法。无人驾驶的货船载着这些氧气罐,并把它们送到空间站。这些油箱储存在空间站,必要时随时使用。

机组人员还可以通过点燃由高氯酸锂组成的SFOG(固体燃料制氧)罐来进行化学制氧。每个碳罐可以为一名船员提供有限的氧气供应。

搜狐号@草根一一

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