宇航員在空間站呼吸的氧氣都來自地球嗎？答案或許讓你失望了

太空中有足夠的可供呼吸氧氣嗎？

國際空間站（通常被稱為ISS），是一個載人航天器，它在離地面200多英裏的高度繞地球運行。可供5-6名宇航員在上面進行研究實驗，以便我們更加了解太空中事物的運作規律。

國際空間站（International Space Station）

國際空間站是人類有史以來建造的最昂貴的東西。圖源：Wikipedia

顯而易見，國際空間站配有許多生命保障系統，以確保宇航員盡可能舒適的呆在太空中。

人類生存所必備的三樣東西分別是水，食物和氧氣。我們已經在這篇文章中談論了宇航員如何在空間站上獲取飲用水，所以接下來我們來聊聊，在離地面如此遠的太空站，宇航員們如何得到可供呼吸的空氣呢？

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水的電解

電解是國際空間站上“制造”氧氣的主要方法。那麼，什麼是電解呢？

“電解”是指將電流通過含有離子的溶液，使其化學分解的過程。因此，水的電解就是將水分解成它的兩個組成部分：氫和氧的過程。

電解水的典型流程圖

仔細想想，地球上的氧氣也來源於水的分解，只不過它不像國際空間站上的水的分解那樣是一個機械的過程。植物，樹木，藻類,藍藻細菌和浮遊植物…所有這些有機體都能在進行光合作用(把陽光和水轉化為食物的過程)的過程中分解水分子。

我們都知道，水是由兩摩爾的氫原子和一摩爾的氧原子構成。當你向水中通入電流的時候，這兩種成分就會分離，然後重新組合成氣態氫和氣態氧。（資料）

制氧系統(OGS)是美國宇航局（NASA）設計的用來電解水生產氣態氧的機架。通過這種方式產生的氧氣隨後被排到國際空間站的艙內大氣中。值得注意的是，OGS是國際空間站ECLSS（環境控制和生命支持系統）的一部分。

圖中展示的三個ECLSS機架從左到右依次是水回收系統（機架1）、WRS（機架2）和制氧系統（機架3）（圖源：James E. Scarborough/Wikimedia Commons）

ECLSS的另一個重要組成部分是水回收系統(WRS)，它與制氧系統協同工作。既然國際空間站上的宇航員通過電解水來獲得氧氣，那麼這些水是從哪裏來的呢?

通過水循環系統（WRS）！

從國際空間站收集水。

水回收系統(WRS)是ECLSS的一個組成部分，它通過回收再利用宇航員的尿液、

汗液、機艙內的其他凝結水以及艙外活動產生的廢物來提供清潔的水

宇航員們一定有一個源源不斷產生水的水龍頭…他們甚至回收利用自己的尿液。

收集的水顯然已經經過了嚴格的測試，是絕對純淨的。隨時可以用來支持宇航員、實驗室動物、艙外活動（EVA）和有效載荷活動的日常需求。

這些水還被電解，產生可供呼吸的空氣，來維持船上的生命

加壓氧氣罐

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加壓氧氣罐是除了合成可供呼吸的氧氣(即電解水制氧)這一主要方法的備選方案。無人駕駛的貨船載著這些氧氣罐，並把它們送到空間站。這些氧氣罐儲存在空間站裏，供必要時使用。

機組人員還可以通過點燃由高氯酸鋰組成的SFOG(固體燃料制氧)罐化學制氧。每個氧氣罐可以為一名船員供應一定的氧氣。

相關知識

國際空間站是一個在近地軌道上運行的科研設施，是人類歷史上第九個載人的空間站。空間站的主要功能是作為在微重力環境下的研究實驗室，研究領域包括生物學、物理學、天文學、地理學、氣象學等，目前由五個國家或地區合作運轉，包括美國國家航空航天局、俄羅斯聯邦航天局、日本宇宙航空研究開發機構、加拿大航天局和歐洲空間局（成員國英國<4>、愛爾蘭、葡萄牙、奧地利和芬蘭沒有參加國際空間站計劃，希臘和盧森堡則是在計劃開始之後加入歐洲空間局<5>）。中華人民共和國曾表達參與國際空間站建設的意向，但因美國出於政治原因反對其加入以及中方資金、技術不足等諸多障礙最終未能提交申請<6><7>。

迄今為止，已有來自多國的航天員登上國際空間站執行任務，但均為美國或俄羅斯主導的太空計劃，其中還包括七名太空遊客。從1998年11月15日國際空間站第一個部分曙光號功能貨艙發射升空。到2010年6月，空間站已經在軌道上環繞地球運轉了66000圈<8>。截至2018年12月，空間站預計將運行到2030年<9>。

俄羅斯質子號和聯盟號火箭以及美國航天飛機發射了國際空間站的主要模塊。負責空間站與地面之間運輸的航天器有俄羅斯聯盟號、進步號，美國的龍飛船2號、天鵝號宇宙飛船等。國際空間站最多可承載七名乘員（長時間），大部分實驗設施也已經投入使用。由於大氣阻力和重新啟動等因素的影響，國際空間站的軌道實際高度常發生漂移。

BY：Ashish

FY: 楊濡冰

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