航天員空間站的氧氣為何用不完

10月30日，神舟十九號(hào)載人飛船順利發(fā)射，航天員蔡旭哲、宋令東和王浩澤搭乘飛船前往太空。這標(biāo)志著我國(guó)載人航天工程進(jìn)入空間站應(yīng)用與發(fā)展階段的第四次載人飛行任務(wù)。三位航天員將在軌道上停留六個(gè)月，在這段時(shí)間里，他們預(yù)計(jì)將消耗近30萬(wàn)升氧氣。航天員空間站的氧氣為何用不完。

10月30日4時(shí)27分，搭載神舟十九號(hào)載人飛船的長(zhǎng)征二號(hào)F遙十五運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功點(diǎn)火發(fā)射。大約577秒后，神舟十九號(hào)載人飛船與火箭成功分離，進(jìn)入預(yù)定軌道。飛船進(jìn)入軌道后，順利完成了太陽(yáng)能帆板和天線的展開(kāi)等關(guān)鍵操作。

執(zhí)行此次任務(wù)的三名宇航員是蔡旭哲、宋令東和王浩澤。蔡旭哲曾參與過(guò)神舟十四號(hào)的任務(wù)，積累了豐富的太空經(jīng)驗(yàn)；宋令東和王浩澤則是第三批航天員，首次進(jìn)行太空飛行。王浩澤是我國(guó)首位“90后”航天員，從小立志成為航天員，她在空軍航空大學(xué)的飛行學(xué)員中脫穎而出，實(shí)現(xiàn)了自己的夢(mèng)想。宋令東作為擁有多年飛行經(jīng)歷的殲擊機(jī)飛行員，將在太空中展現(xiàn)軍人的風(fēng)范。

三位航天員將在軌道上生活和工作六個(gè)月，這對(duì)他們的身心是一次重大挑戰(zhàn)。特別是在氧氣供應(yīng)方面，這半年的時(shí)間里，他們將總共消耗接近30萬(wàn)升的氧氣。面對(duì)如此巨大的氧氣需求，若完全依賴地面補(bǔ)給，勢(shì)必會(huì)提高發(fā)射成本并增加任務(wù)風(fēng)險(xiǎn)。

這一切都得益于環(huán)控生保系統(tǒng)的支持。環(huán)控生保系統(tǒng)為航天員創(chuàng)造舒適的溫度、濕度和氣壓等環(huán)境條件，同時(shí)提供生存所需的氧氣、水和食品。一名成年人在正?；顒?dòng)時(shí)，平均每日需要消耗約550升氧氣。因此，三位宇航員每日總共需要約1650升氧氣，按照六個(gè)月180天計(jì)算，他們?cè)谔罩锌偣残枰咏?0萬(wàn)升氧氣。

環(huán)控生保系統(tǒng)具備氧氣再生的能力，將航天員呼出的二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣，實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用。中國(guó)空間站的環(huán)控生保系統(tǒng)成功解決了電解制氧、二氧化碳清除以及微量有害氣體去除等多項(xiàng)技術(shù)挑戰(zhàn)，確保了高效、穩(wěn)定和可靠的運(yùn)行。這種將廢物轉(zhuǎn)化為資源的設(shè)計(jì)理念，展現(xiàn)了中國(guó)航天工作者的智慧與創(chuàng)新精神。

在中國(guó)空間站的環(huán)境控制與生命保障系統(tǒng)中，有一個(gè)名為“集成電解制氧與二氧化碳去除裝置”的設(shè)備。這個(gè)裝置通過(guò)獨(dú)特的吸附材料將航天員呼出的二氧化碳分離并吸附，再通過(guò)電解水的方式將水分解為氫氣和氧氣。氫氣與二氧化碳反應(yīng)生成水和甲烷，同時(shí)收集氧氣供航天員使用。中國(guó)空間站引入了新型固體氨吸附劑，不僅具有較高的吸附容量，還能顯著降低再生能耗，從而大幅提升二氧化碳的吸附效率。此外，采用了先進(jìn)的質(zhì)子交換膜電解水技術(shù)，不僅能耗低，產(chǎn)氧率也高，顯著提升了制氧效率。

除了這兩項(xiàng)核心技術(shù)之外，中國(guó)空間站的環(huán)境控制與生命保障系統(tǒng)還引入了多項(xiàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，包括高效的微量有害氣體去除技術(shù)、高度可靠的氣體分配技術(shù)，以及智能故障診斷與容錯(cuò)控制技術(shù)等，使得整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行更加高效、穩(wěn)定和可靠。這些先進(jìn)技術(shù)確保了航天員的生命安全，提升了空間站的自給自足能力，為長(zhǎng)期駐留提供了可能。

神舟十九號(hào)載人飛船不僅承載著三名宇航員的太空理想，更凝聚了中國(guó)航天工作者的智慧成果。與之前的神舟飛船相比，神舟十九號(hào)在環(huán)境控制及生命保障系統(tǒng)方面實(shí)現(xiàn)了全新進(jìn)展，采用了再生式生命保障系統(tǒng)。這種系統(tǒng)類(lèi)似于一個(gè)微型生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，通過(guò)物質(zhì)的循環(huán)利用，達(dá)到水和氧等資源的再生和循環(huán)，從而盡可能降低補(bǔ)給需求，增強(qiáng)飛船的自給能力。

神舟十九號(hào)的再生生保系統(tǒng)主要由水循環(huán)系統(tǒng)、氧氣再生系統(tǒng)以及尿液處理系統(tǒng)組成。水循環(huán)系統(tǒng)能夠處理航天員的尿液和汗水等廢水，生成飲用水和生活用水。氧氣再生系統(tǒng)能夠?qū)⒍趸嫁D(zhuǎn)化為氧氣，實(shí)現(xiàn)氧氣的循環(huán)使用。尿液處理系統(tǒng)能夠從尿液中提取水分，以供飲用或用于電解產(chǎn)生氧氣。這些系統(tǒng)的有機(jī)整合構(gòu)建了一個(gè)完善的再生式生命支持系統(tǒng)，顯著增強(qiáng)了飛船的環(huán)境保障能力。

除了再生式生命支持系統(tǒng)，神舟十九號(hào)還引入了高效的熱控制系統(tǒng)、智能環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及舒適的噪聲控制系統(tǒng)等，為航天員提供了一個(gè)安全、舒適且高效的生存環(huán)境。這些技術(shù)的運(yùn)用不僅確保了航天員的生命安全，還為我國(guó)載人航天事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展打下了基礎(chǔ)。

此次任務(wù)將搭載超過(guò)100項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，涉及空間生命科學(xué)、空間材料科學(xué)、空間天文學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。這些實(shí)驗(yàn)不僅會(huì)深化我們對(duì)宇宙的理解，還將為人類(lèi)在太空中的生存與發(fā)展提供重要的科學(xué)支持。與此同時(shí)，神舟十九號(hào)將進(jìn)一步增強(qiáng)我國(guó)航天員的飛行經(jīng)驗(yàn)與技能，為未來(lái)的載人登月及深空探索等任務(wù)積累寶貴的人才資源。此次任務(wù)將有三名航天員進(jìn)入空間站，他們將在軌道上工作和生活6個(gè)月，完成出艙活動(dòng)、在軌維修、科學(xué)實(shí)驗(yàn)等多項(xiàng)任務(wù)。這一系列經(jīng)歷將顯著提升航天員的心理素質(zhì)、應(yīng)變能力以及協(xié)同作戰(zhàn)能力，為我國(guó)航天員隊(duì)伍的建設(shè)與發(fā)展注入新的動(dòng)力。