神18遨游近半年，3名宇航员需要用20多万升氧气，用结束奈何办？
2023年10月30日，神舟十四号载东谈主飞船到手辐射，将蔡旭哲、宋令东和王浩泽三位航天员送入天外。
他们将在中国空间站实施为期6个月的任务，这标识着中国天外探索奇迹又迈出了艰难一步。
本年4月天和号核心舱辐射起飞的场景还绝难一见在目，转倏得半年时期畴昔了，时期共有21名航天员在这个“天外之家”里使命和生活。
3名宇航员在天外中生活半年，需要破钞快要30万升氧气，按常理来说，空间站中的氧气应该早就耗尽了吧？
可神奇的是，空间站中的氧气似乎始终齐用不完，背后究竟有如何的玄妙？
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什么是空间站？
空间站动作东谈主类在天外中的"第二个家"，为航天员提供了一个相对褂讪的使命和生活环境。
联系词，在这个与地球迥然相异的环境中，保管生命所需的基本要求变得很是珍稀。
氧气、水、符合的温度和压力，这些咱们在地球上习认为常的东西，在天外中齐需要用心遐想和爱戴。
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在这个"天外之家"中，有一个系统上演着至关艰难的脚色，它便是环境收尾与生命保险系统。
这个系统就像空间站的"生命保管核心"，考究为航天员创造一个安全、甘心的活命环境。
环境收尾系统详尽
环境收尾系统的主邀功能包括保管氧气浓度、收尾二氧化碳浓度、革新气压和温度等，在地球上，这些要求是当然形成的，但在天外中，每一项齐需要东谈主为收尾。
氧气浓度的保管是最关节的任务之一，在空间站内，氧气浓度需要保握在19.5%到23.5%之间。
低于这个范围会导致缺氧，高于这个范围则会增多失火风险，为了达到这个盘算推算，系统接受了多种工夫，包括电解水制氧和固体燃料氧气发生器等。
收尾二氧化碳浓度一样艰难，在密闭的空间站内，东谈主呼出的二氧化碳如若得不到实时处理，很快就会积存到危急水平。
系统通过化学吸赞叹膜分袂等工夫，将二氧化碳从空气等分袂出来，保握舱内空气新鲜。
此外，系统还需要革新气压和温度，空间站内的气压往往保管在地球海平面气压的70%傍边，这么不错减少舱体裸露的风险，同期也便于航天员出舱举止时的适合。
温度则保握在20-25℃之间，为航天员提供甘心的使命和生活环境。
氧气供应——生命之源
在天外环境中，氧气供应濒临着独到的挑战，莫得大气层，莫得植物光讨好用，一切齐需要东谈主为创造和爱戴。
中国空间站接受了多种氧气供应神色，其中最主要的是电解水工夫。
电解水工夫的旨趣其实很毛糙:通过电解将水理解成氧气和氢气，这个过程不仅能提供氧气，还能产生氢气，后者不错用于其他用途或排出舱外。
这种顺序的上风在于原料丰富(水不错轮回愚弄)，过程可控，居品皎洁，但它也有局限性，比如需要破钞广泛电能。
动作备用，空间站还配备了固体燃料氧气发生器，这种安装通过覆没特殊的化学物资(如过氯酸锂)来产生氧气。
它的优点是体积小、分量轻，适讨好为救急系统。但由于原料不行再生，不恰当经久使用。
氧气的轮回愚弄亦然一个艰难话题，航天员呼出的二氧化碳经过处理后，部分不错革新为氧气重新愚弄。
这个过程波及到复杂的化学反馈和生物过程，是将来深空探伤任务中的关节工夫之一。
水资源的关节作用
在空间站中，水不仅是保管生命的必需品，照旧制氧的艰难原料，因此，水资源的管制和愚弄成为环境收尾系统的核心任务之一。
电解水工夫是空间站制氧的主要神色，这项工夫的核心是一个电解槽，内部装有特殊的电极和电解质膜。
当电畅通逾期，水分子被理解成氧气和氢气，这个过程看似毛糙，但要在微重力环境中褂讪启动，需要科罚好多工夫难题，如气泡分袂、电极材料选拔等。
水轮回愚弄系统是另一个工夫亮点。
在空间站中，每一滴水齐珍稀无比，航天员的生活废水、尿液，致使呼出的水蒸气，齐会被网罗起来，经过一系列处理后重新愚弄。
这个过程包括过滤、蒸馏、氧化等多个顺序，最终赢得的水质致使优于大地的自来水。
提高水资源愚弄收尾是一个握续的挑战，工程师们束缚优化处理经过，设备新的膜材料和催化剂，骁勇提高水的回收率。
在最新的系统中，水的轮回愚弄率如故达到90%以上，这意味着只需要补充很极少的水就能保管系统经久启动。
空间站环境遐想的挑战
在闭塞的空间站环境中，二氧化碳的处理是一个辣手的问题，过高的二氧化碳浓度会导致头痛、疲惫，严重时致使危及生命。
现在，空间站主要接受化学吸附法和膜分袂工夫来处理二氧化碳。
化学吸附法使用特殊的吸附剂(如沸石)来拿获二氧化碳分子，这些吸附剂不错在加热时开释吸附的二氧化碳，兑现轮回使用。
膜分袂工夫则愚弄特殊的膜材料，让二氧化碳选拔性地透过，从而将其从空气等分袂出来。
烧毁物管制是另一个艰难挑战，在地球上，咱们俗例了"用完就扔"的生活神色，但在空间站中，这是不行接受的。
每一种烧毁物齐需要妥善处理:固体烧毁物会被压缩、储存;液体烧毁物经过处理后轮回愚弄;气体烧毁物则需要净化或排出舱外。
微重力环境给环境收尾系统治来了寥落的挑战，在莫得重力的情况下，气液分袂变得困难，这影响了好多处理过程的收尾。
工程师们不得不重新遐想好多缔造，比如使用离心力或名义张力来兑现气液分袂。
辐射着重亦然一个阻截冷漠的问题，天外中的高能粒子辐射会对东谈主体形成伤害，因此空间站的外壳需要特殀遐想来违背这些辐射。
同期，环境收尾系统还需要监测舱内的辐射水平，确保航天员的安全。
将来氧气愚弄工夫瞻望
尽管现存的氧气供应工夫如故极度锻真金不怕火，但科学家们并未罢手探索，将来的深空探伤任务对氧气供应建议了更高的要求，这股东了新工夫的研发。
光解水工夫是一个有前程的标的，这种工夫效法植物的光讨好用，愚弄光能平直将水理解成氧气和氢气。
比拟电解水，光解水不需要电能输入，表面上收尾更高，但现在这项工夫还濒临着催化剂收尾低、褂讪性差等问题，需要进一步商议。
微生物制氧是另一个令东谈主兴盛的规模，某些微生物大要通过光讨好用或其他代谢道路产生氧气。
如若大要在空间站中培养这些微生物，不仅不错提供氧气，还可能匡助处理废料、坐褥食品。
固然，在密闭环境中收尾微生物助长是一个稠密的挑战，需要科罚诸多工夫难题。
在氧气存储和分拨方面，新材料的应用带来了新的可能，举例，某些金属有机框架材料(MOFs)具有极高的气体吸附智商，不错在较低压力下储存广泛氧气。
这种材料有望大幅减少氧气储罐的体积和分量。
关于将来的月球基地或火星探伤任务，当场取材制氧将成为关节工夫。
月球名义的岩石中含有广泛氧元素，如若大要设备出高效的索求工夫，就不错大大减少从地球输送氧气的需求。
在火星上，大气中的二氧化碳也不错成为制氧的原料，好意思国的"意识号"火星车如故到手演示了这项工夫，为将来的载东谈主火星任务铺平了谈路。
结语
环境收尾系统动作空间站的"生命保管核心"，其艰难性显而易见，它不仅保险了航天员的生命安全，也为咱们商议闭塞生态系统提供了贵重的劝诫。
这些工夫不仅应用于天外探索，也为地球上的环境保护和资源愚弄提供了新的念念路。
跟着东谈主类探索的脚步徐徐延长到更远的天外，环境收尾工夫将濒临更大的挑战，但恰是这些挑战，股东着科技的超越，引发着东谈主类的创造力。
每一次的工夫破损，齐让咱们离星辰大海的想象更近一步。
在广袤的天下中，地球就像一艘稠密的天下飞船，而咱们齐是这艘飞船上的乘客，空间站的环境收尾系统，某种进程上便是这艘"地球飞船"的缩影。
通过商议和完善这个系统，咱们不仅在为天外探索铺路，也在学习如何更好地保护咱们的地球家园。
将来的谈路还很长，但东谈主类的聪惠和勇气，必将引颈咱们克服一切困难，最终兑现星际旅行的伟大想象。
