空间站的氧气从何而来？

如果说这个世界上有什么是人生存所必须却又不要钱的，那一定就是氧气了。

在地球表面，氧气随处都是，再加上它无色又无味，所以我们经常忽视了它的存在。而就是这不被我们所重视的氧气，在太空中却是极难寻得，太空是近乎于真空的，在那里不仅没有可供人类呼吸的氧气，也没有任何其它气体。既然如此，一刻也不能停止呼吸的人类又是如何在太空安家的呢？空间站已经运行了几十年，为什么其中的氧气还没有耗尽呢？真空环境对于人来说是十分危险的，这不仅是因为在真空环境下无法呼吸，还因为在真空环境下，人的血液可能会沸腾蒸发。为什么呢？因为液体的沸点与周围的气压密切相关。

在绝对真空的环境下，水的沸点接近于0℃，虽然太空并不是绝对真空的，但水的沸点也不会超过10℃，所以人体暴露于真空环境之下会发生什么就显而易见了。

所以人类要想前往太空，首先要解决的一个问题就是空气。要前往太空就必须要使用化学动力火箭，而化学动力火箭的有效载荷是非常有限的，任何一点重量的增加都会导致发射成本的大幅提升，所以最早的航天探测器携带的都是纯氧。地球表面的空气是由多种气体所组成的，其中有氮气、氩气、二氧化碳以及水蒸气等等，而人呼吸所需要的只是氧气，所以出于节约运输空间和减少运输重量的目的，航天器就都成为了低压纯氧环境。

纯氧环境是十分危险的，所以事故也就如期而至，在20世纪60年代，美国和苏联都曾经先后出现过纯氧测试舱着火的事故，并有数名宇航员因此而牺牲，所以之后只得降低了氧气的比例。

在后来的国际空间站中，空气的组成成分已经和地球表面差不多了。那么问题来了，氧气的比例降低之后，所占用的空间和重量就大幅增加了，难道国际空间站中的空气都是从地球运上来的吗？当然不是，如果是这样那可就太贵了。平均来讲，向太空中运送一公斤的物资大概需要5万美元的成本，而一个人每天所需的氧气约为600升，而宇航员在空间站中一住就是几个月，靠运输送氧，那成本可太高了。

事实上空间站中的氧气主要是依靠电解水来提供的。

电解水是个非常简单的化学反应，只需要用到电和水，而电可以通过空间站上的太阳能电池板提供。电解水制造氧气的效率是非常高的，1升水在电解之后就可以得到超过600升的氧气，也就是说1升水就可以满足一个人一天的氧气需求。那么问题来了，电解水所需要的水从何而来呢？水是可以循环利用的。电解水除了能够生成氧气以外，还能够生成氢气，而人呼吸会产生二氧化碳，将氢气与二氧化碳相结合就能够再次还原为水和甲烷。

在空间站中，水的消耗是非常少的，因为不仅是电解水的过程，其它方面的用水，甚至是饮用水都是能够循环利用的。

喝进去的水还能够循环利用？是的。一位美国宇航员曾经说过一句名言，至今仍在宇航员中广泛流传，这句话是：“今天的咖啡就是明天的咖啡”。在空间站中由于水资源极其宝贵，所以即便是尿液，也会经过强大的过滤系统还原为可以继续饮用的水。不过虽然空间站中的空气循环系统和水循环系统都极其强大，但也不能够做到百分之一百循环利用，所以偶尔还是需要补给飞船来运送一些氧气和水源的，当然还有空间站中不能自给自足的食物。

宇航员也不会永远呆在空间站里，有时候他们需要出舱执行任务，而太空出舱与潜水是不同的。

潜水时只需要一个氧气瓶来提供呼吸所需的氧气，但是太空出舱不仅需要用于呼吸的氧气，还需要充入氧气给宇航服内加压，因为人体是不能暴露于真空之中的。那么为什么宇航服内充入的是氧气，而不是空气了呢？因为低压纯氧环境是目前宇航服内的最理想环境。宇航员出舱是要执行任务的，而太空是近乎于真空的，如果宇航服内的压力过高，就会导致宇航服过度膨胀，这样一来宇航员就变成了个气球人，无法自由活动了。而且宇航服内的环境不像空间站里那样复杂，所以不会因纯氧环境而造成危险。

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