對于人類來說,最不可或缺的是什么東西呢?可能是水、氧氣和陽光了吧。如果人們沒有氧氣的話,那么身體就無法進(jìn)行正常的呼吸作用,人就會窒息而死。 地球上的生物就是剛好如此幸運地生活在了一個具備各種生存條件的星球里,這里有適宜的空氣組成,有豐富的水資源,還有恰如其分的光照。然而,當(dāng)人進(jìn)入到太空站的時候,這里距離著我們地球的地面有著400公里,大氣相當(dāng)稀薄。那么問題就出現(xiàn)了,當(dāng)宇航員在空間站生活的時候,他們所需要的氧氣究竟是哪里來的呢?難道全部是從地球送上去的嗎?還是太空站有什么制造氧氣的好辦法嗎?
國際空間站 我們可以先看看國際空間站的解決辦法, 國際空間站是在1993年的時候建造的,一共有16個國家共同參與。至今也已經(jīng)開放了20多了,那么國際空間站上面到底是如何供給氧氣和水源的呢?
國際空間站的軌道高度大概是350-400公里的樣子,如大家所了解的,這里的氧氣是十分稀薄的,更別說有什么水源了。那么這些生活必須的元素不會都是直接壓縮送上去的吧? 氧氣確實是可以壓縮的,但是同時壓縮氧氣的風(fēng)險是很大的,在上個世紀(jì)60年代的時候,美國進(jìn)行月球探測器的測試,就因為艙內(nèi)電線產(chǎn)生火花,與氧氣結(jié)合發(fā)生了劇烈的反應(yīng),直接導(dǎo)致當(dāng)時艙內(nèi)的三名宇航員全部喪生。
所以把氧氣直接運到太空去還是有很強的安全隱患的,畢竟純氧的環(huán)境下,一旦出現(xiàn)類似的“火花”,那么所有宇航員的生命都將受到威脅。 既然氧氣不是送上去的,那么就只能是在太空站制造的了,那么人們又是如何實現(xiàn)的呢? 電解水 制作氧氣最簡單的方法,就是電解水了。大家都知道,電解水,會讓水分解成氧氣和氫氣。盡管這個方法很簡單,但是在地球表面上我們不會選擇使用這種方式,畢竟太費電了 。但是在太空中,卻能用太陽能發(fā)電板發(fā)電,然后直接將水電解了,簡直可以說是一步到位。
但是電解水不僅僅產(chǎn)生了氧氣啊,還有氫氣,氫氣還是易燃的氣體,那氫氣又是如何處理的呢? 根據(jù)人的呼吸作用原理,當(dāng)人吸入氧氣后,會釋放出二氧化碳,而這些二氧化碳和氫氣就和,就能生成甲烷和水,于是,宇航員只需要把甲烷排出太空艙,繼續(xù)使用水就好了。 那么到底要電解多少水才夠用呢?
在空間站的條件下,電解一升水,就能夠分解出620升的氧氣,而一個宇航員一天的需氧量也就550升,也就是說一天電解一升的水,就已經(jīng)足以維持一名宇航員在空間站一天的生命活動了。 空間站的水又是哪里來的? 氧氣的問題解決了,氧氣是電解水來的,那么在空間站中有儲存如此大量的水嗎? 水在生活中也是不可或缺的,空間站的水會通過貨運的飛船送上去,這些水都被裝在一個個“包”里,一個水包有20升的水,當(dāng)然了,這些水并不是直接拿來電解水的。賣QQ平臺在水源如此戲曲的情況下這么干,還是太奢侈了。
生活中需要用到水的地方實在太多了,而且把水送上天的成本也是相當(dāng)之高的,于是空間站是一個高效循環(huán)的體系,整個空間站里的每一滴水都會被合理地儲存和利用起來,甚至包括宇航員的尿液、汗液等,都會經(jīng)過專業(yè)的廢水處理成為純凈水,然后再通過電解,來獲取氧氣。 當(dāng)然,在太空的環(huán)境下,宇航員并不是吸的純氧,而是氮氣和氧氣的混合體,接近地球空氣的組成,更安全。
實在忍不住感嘆,空間站大概是全世界能源利用最為高效的地方了吧。 關(guān)注麥克斯韋的科學(xué),帶你了解最新最有趣的科學(xué)動態(tài)。 |
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