用的氧气从何而来氧气从何而来?( 二 ) _小知识

美国探月计划的先行者阿波罗1号发生事故，三名宇航员被活活烧死在了太空舱内。后续经过调查，发现是电路出现了问题，产生了火花。由于飞船带有纯氧罐，一点点火焰就会引发熊熊大火，于是火势蔓延，将整个太空舱都烧了，宇航员在高温和浓烟中死亡。

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被烧毁的“阿波罗1号”

事后有工程师提出，在太空中携带纯氧危险系数太高，因为纯氧是良好的助燃剂，本来太空中是真空的，就算着火也不要紧，但是如果火点燃的地方正好是氧气罐，那整个飞船就会变成火海。
而且人类一天需要的氧气数量很多，一次上去的宇航员会有多名，如果采用储存氧气罐，那么整个航天器的负重会很大，制造成本和发射难度也会上升。为了安全和成本，人们利用水能分解出氧气的特点，在太空中制氧，这样不用担心因为带太多氧气而发生意外了。

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最快分解水的办法是电解，需要消耗电能，航天器都带有太阳能电池板，能够自主生产电，利用生产的电分解水得到氧气和氢气。水电解产生的氧气和氢气的体积比是1:2 ，氢气是一种易燃气体，还会发生爆炸，是比氧气还要不安分的存在。
那么如何处理得到的氢气？直接排放进太空？当然不是。氢气与人呼出来的二氧化碳反应，生成甲烷和水，水可以再返回制氧系统，实现循环，而甲烷，就可以不用心疼直接排放到太空里面去。

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空间站制氧

甲烷会污染太空吗？答案是不会，太空中本身就存在这种物质，只不过因为温度过低都是以固态的形式储存。人类排放出去的甲烷数量在太空的数量面前九牛一毛。有了这套制氧装备，人类再也不用携带大量的压缩纯氧进入太空，而是直接带水。
一升水可以分解出600多升氧气，宇航员只需要550升便足够，这样算下来，三名宇航员每天只需要分解2升多的水就可以维持生活。

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循环利用航天中，水被打包成一个大包，每个容量20升，够三名航天员22天的生活，执行任务半年，共计180天，需要大约8个水包，这比带纯氧上去占据的空间小多了。
当然，一次携带的水绝对不止这个数量，除了制氧，宇航员在上面的生活饮用、试验、维修等都需要水，所以每次执行任务带的水量都远超过制氧所需。

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虽然量很足，但宇航员不能放弃任何一滴水，他们呼出的水蒸气、皮肤蒸发的汗液、以及排泄物里面的水，都会被回收起来再利用。整个太空舱就是一个水循环系统，任何一个水分子都逃不过这套系统，做到了物尽其用。
除了水循环，太空舱还会进行氮气循环。人类呼吸的气体中，氮气占据了绝大部分，而且人类也不能直接吸纯氧。氧气虽然是高等生命体不可或缺的气体，但它同时也是有机生命的敌人，它会氧化细胞的每个结构，而细胞中不怕氧气氧化的只有线粒体。如果氧气浓度过大，超出细胞线粒体能够处理的量，氧气就会去氧化其他的结构，造成细胞的加速衰老。

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空间站上的循环系统

吸纯氧不仅解决不了问题，反而会让人窒息身亡，因为空气中的二氧化碳等气体能够刺激人的呼吸中枢，让我们的大脑时刻保持清醒，明白自己处在一个氧气不够的状态，于是控制我们的吸气和呼气。如果是纯氧或者氧气浓度过高，大脑就会判定我们不缺氧，不用呼吸了，结果就是人的呼吸能力减弱，最后窒息。

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