國際空間站(ISS)是一顆載人衛星,它在距離地面200英裡以上的高度上環繞地球運行。在任何特定的時間裡,它都能容納5-6名宇航員進行大量的實驗,進行研究和探索,并做一些其他的事情來增加我們對太空中事物運作規律的了解。
國際空間站((International Space Station)
國際空間站是至今人類建造過最昂貴的東西。(圖片來自:sciabc)
顯而易見,國際空間站上有許多生命保障系統,以确保宇航員能夠盡可能舒适的呆在太空中。
人類生存所需要的最重要的三樣東西是水、食物和氧氣。我們已經在這篇文章中讨論了宇航員如何在國際空間站上獲得飲用水,所以現在該談談宇航員在遠高于地球表面的地方是如何獲得空氣的了。
水的點解
電解是國際空間站“制造”氧氣的主要方法。那麼,電解是什麼意思呢?
“電解”是指将電流通過含有離子的液體或溶液而使其發生化學分解的過程。因此,電解水就是将水分解成它的兩種組成成分——氫和氧的過程。
電解水
電解水的典型示意圖。
如果你仔細考慮一下,我們在地球上呼吸的氧氣也來自于水的分解,隻不過這不是一個像在國際空間站上電解水的機械過程。植物、樹木、藻類、藍藻和浮遊植物……所有這些生物都能在進行過合作用(将陽光和水轉化為所需的物質和能量的過程)時分解水分子。
我們知道,水是由兩個氫原子和一個氧原子組成的。當你向水中通入電流的時候,這兩種成分會分離并重組為氫氣和氧氣。
(圖片來源:百度)
制氧系統(OGS)是由美國宇航局(NASA)設計用于電解水産生氧氣的支架。以這種方式産生的氧氣随後被排放到國際空間站的艙内大氣中。需要注意的是,OGS是國際空間站ECLSS(環境控制和生命支持系統)的一部分。
3個ECLSS機架
(圖片來源:sciabc)
從左至右依次為水回收系統(機架1)、WRS(機架2)和制氧系統(機架3)。(圖片來源:詹姆斯·E·斯卡伯勒/維基公共媒體)
ECLSS的另一個重要組成部分是水回收系統(WRS),它與制氧系統協同工作。問題來了,國際空間站上的宇航員通過電解水獲得氧氣,那麼這些水是從哪裡來的呢?
進入WRS!
從國際空間站收集水
(美國宇航員嘗試修複國際空間站水回圈系統。圖片來源:baidu)
水回收系統(WRS)是ECLSS的一個組成部分,它通過回收艙内機組人員的尿液、汗水、機艙内的其他冷凝液以及艙外機器活動産生的廢物來提供清潔的水。
這些水被用來電解,産生可供呼吸的空氣來維持船上的生命。
加壓氧氣罐
(圖片來源:sohu)
加壓氧氣罐是合成可呼吸氧氣(即電解水制氧)這一主要方法的後備辦法。無人駕駛的貨船載着這些氧氣罐,并把它們送到空間站。這些油箱儲存在空間站,必要時随時使用。
機組人員還可以通過點燃由高氯酸锂組成的SFOG(固體燃料制氧)罐來進行化學制氧。每個碳罐可以為一名船員提供有限的氧氣供應。
BY: Ashish
FY: 草官
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