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神舟十七号4月返航:3名航天员6个月要30万升氧气氧气哪来的

  对于包括人类在内的无数生物来说,氧气是生存必不可少的物质,假如没有氧气很快就会窒息而亡。在地球表面的空气密度比较高,氧气也相对充足,随着海拔的增加,氧气含量也会下降,所以在一些高山、高原地区会出现缺氧的情况。在外太空的情况更明显,因为外太空基本上没有什么空气,也就是说外太空几乎不存在氧气。

  直接暴露在外太空环境下,人类是没法生存的。这也是怎么回事航天员在执行出舱活动时,需要穿着专门研制的舱外航天服的原因之一。在空间站内生活、工作,航天员需要消耗大量氧气、水、食物,飞行时间越长,对这些物资的需求量就越大。

  现在我们的空间站已确定进入运营阶段,会保持3名航天员常驻中国空间站的状态,每次载人飞行时长都达到几个月。以神舟十七号飞船为例,这艘飞船需要飞行6个月时间,3名航天员在飞行任务期间起码需要消耗差不多30万升氧气。

  虽然空间站的内部空间远比载人飞船大得多,但是没办法装得下30万升氧气。而且空间站内如果是纯氧的环境也是很危险的,所以空间站内的空气组成成分和大气层中的组成成分是类似的。那航天员执行飞行任务过程中,要一直消耗氧气,这么多氧气是从哪里来的?

  当载人飞船发射升空时,航天员一样需要消耗氧气,而载人飞船内的氧气一般都能够正常的使用氧气罐装着,因为飞船从发射升空到与空间站组合体交会对接,整一个完整的过程很快,飞行时间相对来说比较短,所需的氧气自然也不会很多。但是在进入空间站后,航天员需要执行为期几个月的飞行任务,氧气罐装的氧气显然是不够用的。

  为了让航天员获得源源不断而且安全的氧气,空间站内的氧气其实是通过电解水的方式来制备的。从各方面来说,在空间站内电解水制备氧气是非常理想的方式。因为电解少量的水就能制备出大量氧气,而且安全性非常高。

  理论上,电解1升水就能产生大约620升氧气,这已经足够1名航天员使用1天了。3名航天员飞行6个月需要消耗30万升氧气,看起来氧气消耗量相当惊人,但是实际上只需电解不到500升水就可以了。

  至于电解水需要电力的问题,这也很简单。我们的空间站有大面积的太阳翼,太阳光照射到太阳翼就能获得源源不断的电力。太阳翼产生的电力除了支持空间站的设备、设施运行外,还有剩余的电力来电解水。

  货运飞船从地球表面将多达30万升氧气运输到太空非常不现实,成本、难度、风险系数都非常高,但是运输500升水就很简单了。每隔一段时间,我们就会发射一艘天舟货运飞船将大量物资送上中国空间站,其中就包括水。同样的,国际空间站的氧气也是这样产生的,每隔一段时间,俄罗斯也会发射一艘进步号货运飞船对国际空间站进行补给,其中也包括水。

  现在神舟十七号飞船已经在轨飞行超过5个月时间了,航天员汤洪波也成为了我国在轨飞行总时长第一名的航天员,在轨时间累计超过8个月了。按照计划,神舟十七号飞船预计在4月底就会返回地球,在东风着陆场着陆。

  当飞船返回地球的过程中,会经过一系列的减速,其中伞降过程中会受到风力等因素的影响,这有几率会使实际的着陆点存在一定的偏差。而东风着陆场的面积超过2万平方公里,那地面搜救队伍是怎么在这么大的着陆场快速找到飞船的呢?

  在进入空间站时代之前,可能很多朋友都没有听说过东风着陆场,因为在之前的飞行任务中,神舟载人飞船都是在内蒙古四子王旗航天着陆场降落的,在进入空间站时代以后,从神舟十二号飞船开始,就启用了东风着陆场,这些载人飞船都在东风着陆场着陆。

  东风着陆场位于我国巴丹吉林沙漠和戈壁带,地域辽阔人烟稀少,作为着陆场,这里的优势其实是很明显的,与四子王旗着陆场相比,东风着陆场至少具备3大优势。

  第一、东风着陆场只需有一支搜救力量就能满足各个任务阶段的搜救任务需求,包括发射、返航等各个阶段。

  第二、东风着陆场可以依托酒泉卫星发射中心的各种设备、设施,进行规模有限的搜救力量就能展开搜救工作,还可以大幅度降低着陆场的建设以及维护等方面的成本。

  第三、可以带动和促进当地的经济发展。因为东风着陆场地处戈壁沙漠地区,这里的经济发展相对落后,没有大规模的经济建设规划,在这里建设着陆场不可能影响到当地的经济,相反,还能通过发展航天旅游产业来带动当地的经济发展。

  虽然飞船返航过程中会受到各方面因素的影响,东风着陆场的面积又非常大,但是地面搜救队伍还是能够迅速找到飞船,提前来到飞船着陆点附近的。一方面是由于我们的载人飞船返回舱安装了北斗导航系统的导航终端,通过北斗导航系统导航终端,我们大家可以掌握飞船的飞行情况,当然也可以掌握它实际的着陆点位置。

  另一方面,当飞船返回舱下降到一定的高度以后,就会打开面积高达1200平方米的减速伞进行减速,在天空中飘下来时,很容易也不难发现飞船,也可以有助于地面搜救队伍找到飞船返回舱。

  在安全着陆到地面以后,飞船返回舱的北斗导航系统也会发出信号,提醒搜救工作人员着陆点的位置。哪怕是在漆黑的夜晚返航,搜救人员也可以很容易找到返回舱,因为返回舱还有闪光灯。

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