【原】空間站的氧氣從何而來，總不會是從地球運過去的吧？那可太貴了

如果說這個世界上有什么是人生存所必須卻又不要錢的，那一定就是氧氣了。

在地球表面，氧氣隨處都是，再加上它無色又無味，所以我們經(jīng)常忽視了它的存在。而就是這不被我們所重視的氧氣，在太空中卻是極難尋得，太空是近乎于真空的，在那里不僅沒有可供人類呼吸的氧氣，也沒有任何其它氣體。既然如此，一刻也不能停止呼吸的人類又是如何在太空安家的呢？空間站已經(jīng)運行了幾十年，為什么其中的氧氣還沒有耗盡呢？真空環(huán)境對于人來說是十分危險的，這不僅是因為在真空環(huán)境下無法呼吸，還因為在真空環(huán)境下，人的血液可能會沸騰蒸發(fā)。為什么呢？因為液體的沸點與周圍的氣壓密切相關。

在絕對真空的環(huán)境下，水的沸點接近于0℃，雖然太空并不是絕對真空的，但水的沸點也不會超過10℃，所以人體暴露于真空環(huán)境之下會發(fā)生什么就顯而易見了。

所以人類要想前往太空，首先要解決的一個問題就是空氣。要前往太空就必須要使用化學動力火箭，而化學動力火箭的有效載荷是非常有限的，任何一點重量的增加都會導致發(fā)射成本的大幅提升，所以最早的航天探測器攜帶的都是純氧。地球表面的空氣是由多種氣體所組成的，其中有氮氣、氬氣、二氧化碳以及水蒸氣等等，而人呼吸所需要的只是氧氣，所以出于節(jié)約運輸空間和減少運輸重量的目的，航天器就都成為了低壓純氧環(huán)境。

純氧環(huán)境是十分危險的，所以事故也就如期而至，在20世紀60年代，美國和蘇聯(lián)都曾經(jīng)先后出現(xiàn)過純氧測試艙著火的事故，并有數(shù)名宇航員因此而犧牲，所以之后只得降低了氧氣的比例。

在后來的國際空間站中，空氣的組成成分已經(jīng)和地球表面差不多了。那么問題來了，氧氣的比例降低之后，所占用的空間和重量就大幅增加了，難道國際空間站中的空氣都是從地球運上來的嗎？當然不是，如果是這樣那可就太貴了。平均來講，向太空中運送一公斤的物資大概需要5萬美元的成本，而一個人每天所需的氧氣約為600升，而宇航員在空間站中一住就是幾個月，靠運輸送氧，那成本可太高了。

事實上空間站中的氧氣主要是依靠電解水來提供的。

電解水是個非常簡單的化學反應，只需要用到電和水，而電可以通過空間站上的太陽能電池板提供。電解水制造氧氣的效率是非常高的，1升水在電解之后就可以得到超過600升的氧氣，也就是說1升水就可以滿足一個人一天的氧氣需求。那么問題來了，電解水所需要的水從何而來呢？水是可以循環(huán)利用的。電解水除了能夠生成氧氣以外，還能夠生成氫氣，而人呼吸會產(chǎn)生二氧化碳，將氫氣與二氧化碳相結合就能夠再次還原為水和甲烷。

在空間站中，水的消耗是非常少的，因為不僅是電解水的過程，其它方面的用水，甚至是飲用水都是能夠循環(huán)利用的。

喝進去的水還能夠循環(huán)利用？是的。一位美國宇航員曾經(jīng)說過一句名言，至今仍在宇航員中廣泛流傳，這句話是：“今天的咖啡就是明天的咖啡”。在空間站中由于水資源極其寶貴，所以即便是尿液，也會經(jīng)過強大的過濾系統(tǒng)還原為可以繼續(xù)飲用的水。不過雖然空間站中的空氣循環(huán)系統(tǒng)和水循環(huán)系統(tǒng)都極其強大，但也不能夠做到百分之一百循環(huán)利用，所以偶爾還是需要補給飛船來運送一些氧氣和水源的，當然還有空間站中不能自給自足的食物。

宇航員也不會永遠呆在空間站里，有時候他們需要出艙執(zhí)行任務，而太空出艙與潛水是不同的。

潛水時只需要一個氧氣瓶來提供呼吸所需的氧氣，但是太空出艙不僅需要用于呼吸的氧氣，還需要充入氧氣給宇航服內(nèi)加壓，因為人體是不能暴露于真空之中的。那么為什么宇航服內(nèi)充入的是氧氣，而不是空氣了呢？因為低壓純氧環(huán)境是目前宇航服內(nèi)的最理想環(huán)境。宇航員出艙是要執(zhí)行任務的，而太空是近乎于真空的，如果宇航服內(nèi)的壓力過高，就會導致宇航服過度膨脹，這樣一來宇航員就變成了個氣球人，無法自由活動了。而且宇航服內(nèi)的環(huán)境不像空間站里那樣復雜，所以不會因純氧環(huán)境而造成危險。