在人类探索宇宙的征途中,氧气始终是维系生命的关键要素。地球上的生物,包括人类,须臾离不开氧气,它支撑着生命的存续与繁衍。然而,在浩瀚无垠的太空中,宇航员如何在真空环境下获取充足的氧气,成为了一个亟待解决的技术难题。
早期的太空探索中,氧气资源主要依赖从地球运送,但这种方式成本高昂且效率低下。每运送一克物资,都需要耗费数百元的费用,极大地限制了空间站的长期驻留能力。为此,科研人员不断探索更加高效、经济的氧气供给方案。
地球上的生态系统为我们提供了宝贵的启示。植物通过光合作用,吸收二氧化碳并释放氧气,维持着地球大气的平衡。然而,将植物直接带入太空以提供氧气,却因空间限制和植物自身的呼吸作用而难以实施。
随着科技的进步,空间站开始采用电解水的方式制取氧气。这一方法利用电能将水分子分解为氢气和氧气,不仅成本较低,而且能够实现氧气的持续供给。同时,空间站还建立了水循环系统,将废水、尿液等回收再利用,进一步提高了资源的利用效率。
在我国航天事业的快速发展中,空间站的资源循环系统更是实现了质的飞跃。该系统升级为“再生”系统,包含微量有害气体去除、电解质氧气、尿液处理、二氧化碳去除、水净化和二氧化碳还原等多个子系统。这些子系统协同工作,形成了一个闭环的生态循环系统,使得氧气的再生率达到了百分之百。
在这一系统中,二氧化碳去除系统尤为关键。它能够将宇航员呼出的二氧化碳转化为水,再经过净化处理作为饮用水使用。随后,这些水被用于电解制取氧气,同时去除空气中的有害气体。这一过程中,宇航员吸入氧气,排出二氧化碳,再次进入新的循环。
载人航天是一项艰苦且伟大的事业。宇航员在太空中面临着诸多挑战,不仅仅是氧气供给问题,还有重力缺失带来的生活不便、心理压力等。他们需要经过严格的选拔和数百项模拟训练,以适应太空环境。而他们的努力和付出,不仅推动了航天事业的发展,也为人类的科技进步和国际地位的提升做出了重要贡献。