宇航员在空间站呼吸的氧气都来自地球吗？答案或许让你失望了

太空中有足够的可供呼吸氧气吗？

国际空间站（通常被称为ISS），是一个载人航天器，它在离地面200多英里的高度绕地球运行。可供5-6名宇航员在上面进行研究实验，以便我们更加了解太空中事物的运作规律。

国际空间站（International Space Station）

国际空间站是人类有史以来建造的最昂贵的东西。图源：Wikipedia

显而易见，国际空间站配有许多生命保障系统，以确保宇航员尽可能舒适的呆在太空中。

人类生存所必备的三样东西分别是水，食物和氧气。我们已经在这篇文章中谈论了宇航员如何在空间站上获取饮用水，所以接下来我们来聊聊，在离地面如此远的太空站，宇航员们如何得到可供呼吸的空气呢？

水的电解

电解是国际空间站上“制造”氧气的主要方法。那么，什么是电解呢？

“电解”是指将电流通过含有离子的溶液，使其化学分解的过程。因此，水的电解就是将水分解成它的两个组成部分：氢和氧的过程。

电解水的典型流程图

仔细想想，地球上的氧气也来源于水的分解，只不过它不像国际空间站上的水的分解那样是一个机械的过程。植物，树木，藻类,蓝藻细菌和浮游植物…所有这些有机体都能在进行光合作用(把阳光和水转化为食物的过程)的过程中分解水分子。

我们都知道，水是由两摩尔的氢原子和一摩尔的氧原子构成。当你向水中通入电流的时候，这两种成分就会分离，然后重新组合成气态氢和气态氧。（资料）

制氧系统(OGS)是美国宇航局（NASA）设计的用来电解水生产气态氧的机架。通过这种方式产生的氧气随后被排到国际空间站的舱内大气中。值得注意的是，OGS是国际空间站ECLSS（环境控制和生命支持系统）的一部分。

图中展示的三个ECLSS机架从左到右依次是水回收系统（机架1）、WRS（机架2）和制氧系统（机架3）（图源：James E. Scarborough/Wikimedia Commons）

ECLSS的另一个重要组成部分是水回收系统(WRS)，它与制氧系统协同工作。既然国际空间站上的宇航员通过电解水来获得氧气，那么这些水是从哪里来的呢?

通过水循环系统（WRS）！

从国际空间站收集水。

水回收系统(WRS)是ECLSS的一个组成部分，它通过回收再利用宇航员的尿液、

汗液、机舱内的其他凝结水以及舱外活动产生的废物来提供清洁的水

宇航员们一定有一个源源不断产生水的水龙头…他们甚至回收利用自己的尿液。

收集的水显然已经经过了严格的测试，是绝对纯净的。随时可以用来支持宇航员、实验室动物、舱外活动（EVA）和有效载荷活动的日常需求。

这些水还被电解，产生可供呼吸的空气，来维持船上的生命

加压氧气罐

加压氧气罐是除了合成可供呼吸的氧气(即电解水制氧)这一主要方法的备选方案。无人驾驶的货船载着这些氧气罐，并把它们送到空间站。这些氧气罐储存在空间站里，供必要时使用。

机组人员还可以通过点燃由高氯酸锂组成的SFOG(固体燃料制氧)罐化学制氧。每个氧气罐可以为一名船员供应一定的氧气。

相关知识

国际空间站是一个在近地轨道上运行的科研设施，是人类历史上第九个载人的空间站。空间站的主要功能是作为在微重力环境下的研究实验室，研究领域包括生物学、物理学、天文学、地理学、气象学等，目前由五个国家或地区合作运转，包括美国国家航空航天局、俄罗斯联邦航天局、日本宇宙航空研究开发机构、加拿大航天局和欧洲空间局（成员国英国[4]、爱尔兰、葡萄牙、奥地利和芬兰没有参加国际空间站计划，希腊和卢森堡则是在计划开始之后加入欧洲空间局[5]）。中华人民共和国曾表达参与国际空间站建设的意向，但因美国出于政治原因反对其加入以及中方资金、技术不足等诸多障碍最终未能提交申请[6][7]。

迄今为止，已有来自多国的航天员登上国际空间站执行任务，但均为美国或俄罗斯主导的太空计划，其中还包括七名太空游客。从1998年11月15日国际空间站第一个部分曙光号功能货舱发射升空。到2010年6月，空间站已经在轨道上环绕地球运转了66000圈[8]。截至2018年12月，空间站预计将运行到2030年[9]。

俄罗斯质子号和联盟号火箭以及美国航天飞机发射了国际空间站的主要模块。负责空间站与地面之间运输的航天器有俄罗斯联盟号、进步号，美国的龙飞船2号、天鹅号宇宙飞船等。国际空间站最多可承载七名乘员（长时间），大部分实验设施也已经投入使用。由于大气阻力和重新启动等因素的影响，国际空间站的轨道实际高度常发生漂移。