古人一直希望有朝一日能够上九天揽月，现在我们终于拥有了自己的空间站，能够让宇航员长期驻留在太空中。

空间站是一种可以在近地轨道长时间运行的载人航天器，空间站中拥有供宇航员工作、生活所需要的一切设施，维持宇航员生存所须的水、氧气、食物等也应有尽有。

人只要活着就需要呼吸，氧气对人的生存至关重要，因为我们身体中的每个细胞都需要消耗能量，而能量的转化过程需要氧气的参与。

太空中空空荡荡的，食物和水都是从地面运上去的，地面会定期通过货运飞船对空间站中的物资进行补给，那么空间站中的氧气也全部都是从地面运上去的吗？

氧气还真不是全从地面运上去的，大多数情况是利用空间站上的制氧设备制造氧气。

太空中制造氧气并不难，只要有水就行，这种制取氧气的方式相信大家在初中都学过，就是将水电解成氢气和氧气。电解水的电力来源于太阳能发电。至于产生的氢气，可以和收集自宇航员呼出的二氧化碳反应，生成甲烷和水，其中甲烷会被排出空间站。

之所以选择在空间站中制造氧气，而不是从地面运输氧气到太空，是出于经济和安全角度的考虑。

氧气在常温常压下是气态的，要想运输氧气到空间站中，就必须将它存储在密封的容器中，而要想在有限的容器中存储大量的氧气，就必须将它液化。这种存储方式不易，需要使氧气处于高压低温状态，相较于直接运水上太空，这种直接从地面运输氧气到太空中的方式并不划算。

此外，氧气是助燃剂，万一在运输途中发生泄漏，可能会引发火灾，从而烧毁货运飞船。并且大量的氧气瓶存储在空间站中也具有一定的安全风险，远没有在空间站中存储水可靠。

水的安全、稳定性高，并且存储容易，在空间站上只需将水电解就能制得氧气，综合来说比直接运氧气上太空更划算、更安全，故而，科学家选择了在空间站中直接制造氧气。

一个成年人，一天24小时大约要消耗550升的氧气，而一升的水（一升水在常温常压下，质量大约1千克）电解之后可以产生620升的氧气。也就是说，仅需两瓶500毫升的纯净水，就能保证宇航员一整天的氧气消耗量。

制得的氧气并不能直接供宇航员呼吸，因为人在纯氧环境下呆久了对人体是有害的。因此需要将氧气和氮气等气体，按照地表大气的成分比例混合，这样才能供宇航员直接呼吸。

这些水在空间站中也在不断地循环，包括尿液、汗液在内，以及洗漱产生的废水，都会被收集起来，净化之后进行二次利用。电解所用的水大多是二次利用的循环水。

不管是制氧，还是水循环，都是基于环境控制与生命保障系统完成的。正是这一系列巧妙的闭环设计，减轻了地面向空间站供应物资的压力。虽说是闭环，但在循环过程中都不可能保证100%的转换效率，所以每隔一段时间仍然需要补充水等物资。

氧气对宇航员的生存至关重要，考虑到太空中的不确定因素较多，一旦出现事故，基本上只能听天由命，所以空间站上对氧气的供应做了多重保障，除了电解水制取氧气，空间站上也会储存一定量的氧气瓶和固体氧。氧气瓶就不多说了，大家都懂，而固体氧的主要原理是通过固体化学物质的分解产生氧气。

不管是国际空间站，还是我国的天宫空间站，都是采用了上述方法制造氧气，而在潜水艇中也采用了类似的方式进行供氧。

Mr.zhu

2025-05-10 14:37:50