神舟十九号发射,3名宇航员半年用近30万升氧气,为何还没用完?

江语迟 2024-11-14 14:40:22

文|馒头

编辑|江语迟

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前言

神舟十九号载着我们对宇宙的向往,成功的与空间站对接,六名中国航天员顺利会师,一起谱写我们的航天新传奇。

原先入驻空间站的三名宇航员已经在宇宙空间工作半年了,按照一个成年人的平均氧气需求来看,三位宇航员已经用了近33万升的氧气。

可“天宫”空间就这么大地方,这三十多万的氧气从哪来的?为什么现在还没用完?

我国空间站的氧气保障:技术革新与未来展望

“人在太空怎么呼吸?”这个问题,直击人类太空探索的核心挑战。毕竟,离开地球的庇护,呼吸这件习以为常的事情,瞬间成了技术活。

神舟十九号的三位航天员,要在太空驻留半年,近30万升的氧气需求,背后是强大的科技支撑和严谨的科学计算,更预示着人类未来深空探索的无限可能。

30万升氧气,对普通人来说,是个天文数字。粗略估算,这相当于5000个成年人一天的呼吸量。

但对于在太空驻留半年的三名航天员来说,却是维持生命的必需品。与地球上的“自由呼吸”不同,太空没有现成的氧气供应。每一口呼吸,都依赖于地面精密的筹备和空间站复杂的生命保障系统。

科学家们为航天员的氧气需求制定了严苛的标准。每位航天员每天约2000升的氧气消耗量,乘以三人、再乘以半年,便构成了约30万升的总需求量。

但这并非简单的数字堆砌,而是基于航天员生理需求和任务时长进行的精密计算,其中还包含了应对意外情况的安全余量。

在太空中,氧气不仅仅是维持呼吸的物质,更是保障航天员身心健康的重要因素。充足的氧气供应,不仅能保证航天员高效地完成任务,还能缓解心理压力,维持身体机能的正常运转。

30多万升氧气,承载着航天员的生命安全,也维系着整个太空任务的成败,那我们是怎么保证空间站中的氧气需求的呢?

科技的奇迹:我国空间站的氧气保障体系

将30万升氧气一次性运送至太空,显然不现实。所以我国空间站的氧气供应,并不是依赖于地面补给,而是通过一套先进的“自循环”体系,源源不断地制造氧气。

这套系统,集成了电解水技术、水资源循环利用、固体燃料氧气发生器等多项尖端科技,堪称太空科技的奇迹,其中的关键元素也就是在地球上常见的水。

而在空间站中,通过给水通电,将水分解成氢气和氧气,再将氧气输送至舱内供航天员呼吸,电解水技术也就成了提供氧气的关键因素。

这项看似简单的技术,背后是复杂的工艺和精密的控制。1升水,就能电解出约620升氧气,极高的转化效率,让空间站的氧气供应实现了“以水换气”。

水是生命之源,在太空中尤为珍贵。空间站的水资源循环利用技术,让每一滴水都物尽其用。

航天员的日常用水,经过净化系统处理后,可以循环再生,重新用于电解水制氧或其他生活用途。这种循环模式,不仅节约了宝贵的水资源,也保证了氧气的稳定供应,形成了一个可持续的“氧气工厂”。

即使拥有高效的电解水系统,我国空间站依然配备了固体燃料氧气发生器作为备用方案。这种装置,通过燃烧特殊的固体燃料,可以快速产生氧气,以应对突发状况。

虽然产氧量相对较小,但在电解水系统出现故障或其他紧急情况下,固体燃料氧气发生器可以作为“救命稻草”,为航天员提供宝贵的“续命”氧气。

我国空间站的氧气保障体系,并非简单的技术堆砌,而是经过精心设计的综合解决方案。

它以科技创新为核心,以安全可靠为保障,以环保节能为理念,实现了“自给自足”的氧气供应,是我国航天科技实力的体现。

深空探索与可持续发展

现在我国空间站的氧气保障体系,不仅满足了当前航天员的需求,也为未来深空探测奠定了技术基础。随着人类探索的脚步迈向更遥远的星球,对氧气供应技术的要求也将更高。

更长的任务周期、更复杂的太空环境,都对氧气生成、循环利用技术提出了新的挑战。

近地轨道的任务,相对来说已经驾轻就熟。但未来的深空探测,例如登陆月球、火星等,将面临更严峻的考验。

更远的距离、更长的任务时间,意味着更高的风险和更复杂的保障需求。传统的氧气供应方式,难以满足深空探测的需求,更先进、更高效、更环保的氧气生成技术,将成为未来太空探索的关键。

目前,科学家们正在探索多种新型氧气生成技术,其中最具潜力的,是利用植物进行光合作用制氧。在地球上,植物是主要的氧气来源。在太空中,植物同样可以发挥重要的作用。

通过在太空舱内种植植物,利用光合作用将二氧化碳转化为氧气,不仅可以提供持续的氧气供应,还能构建一个微型生态系统,改善太空舱内的环境,为航天员提供更舒适的生活空间。

这项技术一旦成熟,将彻底改变未来的太空探索模式。人类将不再依赖于地面补给,而是可以在太空中实现“自给自足”,建立可持续的太空基地,甚至在其他星球上建立永久性定居点。

这不仅对太空探索具有重大意义,也为地球上的可持续发展提供了新的思路。

我国空间站的氧气保障体系,体现了科技创新与可持续发展理念的完美结合。它不仅保障了航天员的生命安全,也为人类探索太空提供了宝贵的经验。

这种“自循环”的模式,对地球上的资源利用和环境保护也具有重要的启示意义。

在地球上,我们同样面临着资源短缺和环境污染的挑战。学习空间站的“自循环”理念,发展循环经济,提高资源利用效率,减少对环境的污染,是实现可持续发展的关键。

例如,推广可再生能源、发展清洁生产技术、提高废物回收利用率等,都是值得探索的方向。

所以未来的太空探索已经不仅是技术的挑战,更像是人类对自身命运的探索。我国空间站的氧气保障体系,不仅是我国航天科技的结晶,也是人类智慧的体现。

它让我们看到了科技的力量,也让我们对未来充满希望。

未来,随着科技的不断进步,人类将在太空中走得更远、待得更久。也许有一天,我们真的能够在太空中建立城市,实现星际移民的梦想。

而这一切,都离不开科技的支撑,离不开可持续发展理念的引领。

结语

神舟十九号的成功发射,是我国航天事业的又一里程碑。它标志着我国在太空探索领域取得了新的突破,也为人类的太空梦想注入了新的活力。

30万升氧气,不仅是航天员的生命线,也是人类探索未知的动力源泉。在浩瀚的宇宙中,我国航天将继续勇往直前,为人类的太空探索事业做出更大的贡献。

未来我们将面临更多的挑战,也将创造更多的奇迹。让我们携手并进,共同探索宇宙的奥秘,共创人类的美好未来。

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信息来源:中国青年报 2022-04-17 中国空间站核心舱将航天员尿液处理成饮用水和氧气

光明网 2023-04-14 中国空间站氧气资源100%再生!

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江语迟

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