如果說這個世界上有什麼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，氧氣随處都是，再加上它無色又無味，所以我們經常忽視了它的存在。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，在那裡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？空間站已經運行了幾十年，為什麼其中的氧氣還沒有耗盡呢？真空環境對于人來說是十分危險的，這不僅是因為在真空環境下無法呼吸，還因為在真空環境下，人的血液可能會沸騰蒸發。為什麼呢？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境之下會發生什麼就顯而易見了。

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緻發射成本的大幅提升，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、氩氣、二氧化碳以及水蒸氣等等，而人呼吸所需要的隻是氧氣，所以出于節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境。

純氧環境是十分危險的，所以事故也就如期而至，在20世紀60年代，美國和蘇聯都曾經先後出現過純氧測試艙着火的事故，并有數名宇航員因此而犧牲，所以之後隻得降低了氧氣的比例。

在後來的國際空間站中，空氣的組成成分已經和地球表面差不多了。那麼問題來了，氧氣的比例降低之後，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，隻需要用到電和水，而電可以通過空間站上的太陽能電池闆提供。電解水制造氧氣的效率是非常高的，1升水在電解之後就可以得到超過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。那麼問題來了，電解水所需要的水從何而來呢？水是可以循環利用的。電解水除了能夠生成氧氣以外，還能夠生成氫氣，而人呼吸會産生二氧化碳，将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利用的。

喝進去的水還能夠循環利用？是的。一位美國宇航員曾經說過一句名言，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，也會經過強大的過濾系統還原為可以繼續飲用的水。不過雖然空間站中的空氣循環系統和水循環系統都極其強大，但也不能夠做到百分之一百循環利用，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裡，有時候他們需要出艙執行任務，而太空出艙與潛水是不同的。

潛水時隻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内加壓，因為人體是不能暴露于真空之中的。那麼為什麼宇航服内充入的是氧氣，而不是空氣了呢？因為低壓純氧環境是目前宇航服内的最理想環境。宇航員出艙是要執行任務的，而太空是近乎于真空的，如果宇航服内的壓力過高，就會導緻宇航服過度膨脹，這樣一來宇航員就變成了個氣球人，無法自由活動了。而且宇航服内的環境不像空間站裡那樣複雜，所以不會因純氧環境而造成危險。

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