地面補(bǔ)給氧氣生成系統(tǒng)是空間站氧氣的主要來源,但絕不是唯一的來源。這種理解其實有些片面的,空間站的氧氣更多是來自于裝備的氧氣生成系統(tǒng),氧氣生成系統(tǒng)電解水制氧無論是國際空間站還是中國空間站,里面都有一套甚至多套制取氧氣的設(shè)備,叫做氧氣生成系統(tǒng),空間站中的氧氣從何而來既然空間站中的氧氣占比22%,航天員又在時時刻刻地消耗著氧氣,那么空間站中的氧氣到底從何而來呢。
1、空間站的氧氣是怎么來的?
這里以國際空間站為例說明典型的空間站運(yùn)作方式。ISS現(xiàn)在的日??諝庋h(huán)如下圖:以美國艙段為例,艙內(nèi)空氣經(jīng)過活性炭除味,催化氧化凈化(TraceContaminantControlSubassembly(TCCS)),通過分子篩去除二氧化碳(CarbonDioxideRemovalAssembly(CDRA)),加入電解廢水制氧(OxygenGeneratingSystem(OGS))和氣瓶儲備氣體(Nitrogen/OxygenRechargeSystem(NORS)),通過空調(diào)系統(tǒng)(TemperatureandHumidityControl(THC))注回艙中,
俄羅斯艙段也有一套類似獨(dú)立系統(tǒng),互為備份。Nitrogen/OxygenRechargeSystem(NORS):地面運(yùn)輸?shù)娇臻g站上的氧氣/氮?dú)猓教祜w機(jī)時代自帶液氧,國際空間站現(xiàn)在用的是高壓氣罐,自重240pound,滿載6000pound。OxygenGeneratingSystem(OGS)國際空間站的主要供氧方法,
來源是地面運(yùn)輸?shù)囊簯B(tài)水,在宇航員使用之后再生廢水并電解為氫氣和氧氣,氫氣排放,氧氣用作呼吸。CarbonDioxideRemovalAssembly(CDRA)四床分子篩吸附二氧化碳并解附排放到太空,這一系統(tǒng)理論壽命是無限的,可以一直運(yùn)作下去。TraceContaminantControlSubassembly(TCCS)氫氧化鋰吸收剩余二氧化碳,活性炭過濾吸附去掉大部分污染物(氣味分子),高溫催化氧化去除低分子量污染物(如甲烷),
其他的部分:Solid-FuelOxygenGenerator(SFOG)只在俄羅斯艙段有,俄名Vika。氯酸鈉和鐵粉制成的化學(xué)制氧炬,點(diǎn)燃后即可釋放氧氣,價格昂貴但是可長期儲存,現(xiàn)在用作ISS的應(yīng)急制氧備份。TemperatureandHumidityControl(THC)空調(diào)系統(tǒng),維持溫度/濕度,
2、空間站有沒有氧氣?是如何生存的?
就在今年12月11日,空間站中的俄羅斯飛船,在進(jìn)行例行檢查時,又發(fā)現(xiàn)了一個破洞。當(dāng)時這個外表看起來像一個龐大蜘蛛的黑點(diǎn),出現(xiàn)在飛船外殼上時,可是把俄羅斯宇航員嚇了一跳,要知道空間站這種位于太空的精密裝備,真的是容不得半點(diǎn)差池。幸虧經(jīng)檢查后,判定這個洞以及劃開的外部絕緣層,不會對飛船著陸造成惡略影響,至于為啥宇航員這么緊張,這也是有緣由的。
早在2018年8月份,在國際空間站檢測中發(fā)現(xiàn)氣壓下降的情況,經(jīng)排查發(fā)現(xiàn)同樣是“聯(lián)盟MS-09”號飛船,出現(xiàn)了一個2毫米破洞。情況緊急下一名德國航天員用手指先把漏洞堵住,把一場危機(jī)扼殺在了搖籃中,倘若沒有發(fā)現(xiàn),又或者是無法進(jìn)行及時修補(bǔ)。整個國際空間站中的氧氣,會在18天里漏完,到時候日常駐守的宇航員將性命不保,
而缺少宇航員進(jìn)行操作,到時候空間站會不會迷失在外太空是誰都有無法保證的事情。再加上位于外天空,地面的一切應(yīng)急設(shè)施都無法實施有效幫助,所以當(dāng)時空間站中的6名宇航員,只能采用類似于膠帶的薄膜封住漏洞。別小看這種膠帶,它實則是一種空間應(yīng)急材料,不過雖然有高科技材料在,但是在沒有氧氣的外太空,如何去除特殊膠帶密封時所產(chǎn)生的氣泡,依舊是個困難,還好最后成功了。
說起氧氣,作為人類生存的必要條件之一,如何在外太空,為空間站執(zhí)行任務(wù)和試驗的宇航員,解決供氧問題就成了重中之重的事情。對此不少人認(rèn)為空間站所需氧氣,是飛船帶著地球氧氣運(yùn)送到外天空中的,這種理解其實有些片面的,空間站的氧氣更多是來自于裝備的氧氣生成系統(tǒng),利用的是電離水的原理生成氧氣,并且還可以把氫氣循環(huán)利用。