科学探索|航天员在太空呼吸的氧气从哪来？( 二 ) 航天员在太空呼吸的氧气从哪

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Part.3
在太空呼吸的氧气有哪几种获取方法？
越往高处空气越稀薄，那么到了“太空”，不就没有空气了？2021年10月，神舟十三号载人飞船搭载着“太空出差三人组”顺利进入太空。根据任务，三位航天员将在太空中驻留6个月，他们将在太空中过春节。这么长的时间，他们呼吸的氧气从何而来？
宇宙空间可不止4800米这么低，地球周围的宇宙空间，最低高度大约是10万米，这里几乎就没有空气了，气压甚至是地面的百万分之一。
宇航员想在这里呼吸，就不是“补充氧气”这么简单了。
第一种方法当然就是从地面直接带氧气罐。一如我们考察队在西藏购买氧气袋、氧气瓶一样。这种方法最为直接，不过效率也很低。
第二种方法是固体燃料氧气发生器。这种方法主要是化学反应产生氧气，在西藏也可以购置相似的装备。固体原料利于存储，可以用较小的体积储备较多的氧气。例如，装着粉末状氯酸钠和铁粉混合物的金属罐子，在点燃时，铁燃烧并产生化学反应所需的热能，相应的化学反应产生氯化钠和氧气。商用飞机在舱内气压下降时也用相似的办法制氧。
第三种方法是电解水。这种方式在地面很少用，但却是空间站中提供氧气非常重要的手段。
在地面上，电解水消耗能源较多，产生的氢气又有危险，但是，空间站上的供电不是问题，巨大的太阳能电池板可以供应免费的电力，而伴随产生的氢气也可排放到太空中。作为原料的水，可以从地球上通过补给船运送到空间站，还可以通过冷凝器回收机舱空气中的水蒸气，甚至使用宇航员的尿液过滤和回收。据报道，国际空间站的氧气发生器就是电解水的制氧设备。
Part.4
在太空呼吸，“只进不出”是不行的
人类呼吸，消耗的是氧气，呼出的是二氧化碳。空间站是密封的，时间长了，房间里岂不是要堆满了二氧化碳？二氧化碳要往哪里去？
这就需要提到空间站中的空气系统，它不止制备、提供氧气，还需要处理宇航员呼出的二氧化碳。
宇航员所呼吸的空气中，产生的二氧化碳已经经过空气系统处理，比如用沸石分子筛可以去除空气中的二氧化碳。也就是说，空气系统不仅要能出氧气，也要能除去二氧化碳。空气中还有其他一些气体，比如甲烷、丙酮、甲醇和一氧化碳等，这些气体都可以在空间站上的活性炭过滤器的帮助下移除。因此，宇航员所用的呼吸系统，实际上应该叫空气循环与过滤系统，而不止是制备氧气。
正是在这些空气系统的帮助下，宇航员们才能在太空中安然过年，顺利完成任务。让我们期待他们的凯旋归来吧！
出品：科普中国
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