現在已經是4月下旬了,按照最初的計劃,神舟二十一號航天員乘組任務應該是接近尾聲了。因為最開始,神舟二十一號航天員乘組預計在軌飛行大約6個月,從2025年10月31日晚上發射升空到現在,基本上也就飛滿6個月時間了。
就在大家以為神舟二十一號航天員乘組很快就會返回地球了的時候,官方宣布讓神舟二十一號航天員乘組延期大約1個月時間再返回地球,也就是說他們要繼續留在中國空間站執行多一個月時間。
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看到神舟二十一號航天員乘組要推遲差不多1一個月才返回地球,可能有一些網友擔心延期返航,空間站上的物資會不會不夠用?
平時,我們空間站是3名航天員在軌執行飛行任務,每天就需要至少消耗1650升氧氣,之前航天員乘組飛行半年大約需要30萬升氧氣,而神舟二十一航天員乘組延期大約一個月才返回地球,那就是在這一次飛行任務中,這3名航天員估計要消耗大約35萬升氧氣。需要消耗這么多氧氣,為什么我們看不到氧氣耗盡的消息的呢?這些氧氣是哪里來的?
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空間站上的氧氣來源有多種,第一種就是由飛船送上去的。比如說,俄羅斯在4月6日,發射了一艘“進步MS-34”貨運飛船,為國際空間站送去超過2.5噸貨物。
在這2.5噸物資中,除了一套“海鷹”艙外航天服、科學儀器、科學載荷、宇航員所需的食物、衣服等物資外,還有氧氣。當然,這艘貨運飛船上的氧氣不會很多,也就是幾十公斤而已。除此之外,載人飛船也會攜帶一些氧氣,當然載人飛船上的氧氣也不會很多。
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空間站和地面的連接就是通過貨運飛船和載人飛船來實現的,不管是貨運飛船還是載人飛船,都沒法帶很多氧氣去空間站。
空間站一直都有航天員在軌執行飛行任務,意味著需要一直都有氧氣供應,又不能直接用飛船運輸上去,那空間站的氧氣怎么來,確實是一個有趣的問題。
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雖然載人飛船、貨運飛船沒法直接將這么多氧氣送到空間站,但實際上,空間站上的氧氣也是來自地球,只不過是以其他的形式送到空間站的,不是直接以氧氣的形式。
貨運飛船在發射升空的時候,會攜帶很多水,這些水其實就是氧氣的來源。因為電解水就能產生氧氣、氫氣了。
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雖然電解水需要消耗不少的電力,但是對于空間站正常運行來說,氧氣是必不可少的,如果沒有足夠的氧氣,航天員就沒法長期在軌執行飛行任務,空間站可能就沒法長期穩定運行下去,所以空間站必須會安排一部分電力去電解水產生氧氣。
這對于空間站來說,電力其實不是什么問題。因為空間站本身就有很多巨大的太陽能電池板,載人飛船、貨運飛船也會有太陽能電池板,這些電池板只要有太陽光照射,就能源源不斷產生電力,這些電力可以滿足空間站的日常使用,包括用來電解水產生氧氣、氫氣。
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30萬升、35萬升氧氣看起來確實是非常多,中國空間站內部駐留空間大概是110立方米,直接是裝不下這么多氧氣的。而電解水產生氧氣的話,其實不需要多少水就能解決這一個問題。
理論上來說,只需要電解五六百升水就可以支持航天員飛行六七個月時間了。從地球直接運輸30多萬升氧氣去空間站的話,氧氣罐的壓強會非常大,或者需要很多艘飛船專門去運輸氧氣才能滿足要求。而通過電解水的方式產生氧氣,只需要運輸幾百升水就能支持一個航天員乘組在軌飛行半年時間了。
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關鍵是,空間站上的水不會浪費,哪怕是航天員產生的廢棄水,都可以通過回收系統進行回收,進行處理,然后再用來電解水產生氧氣。可以說是重復利用了這些寶貴的水資源。
說到空間站的氧氣是哪里來的問題,我們看下現在世界各國在探月方面的關注點就知道了。
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不管是中國,還是美國,現在都在積極開展探月任務,接下來都會發射很多探測器、飛船去月球,在目前,探月的主要任務就是去月球尋找水資源。
月球的環境和地球不同,雖然月球環境很惡劣,晝夜溫差極大、宇宙輻射極強,還沒有大氣層的保護,但是月球有各種各樣寶貴的資源,所以吸引了世界各國的關注。
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而想要開發月球資源,那就必須解決航天員長期駐留月球的問題,其中一個問題就是氧氣的供給。如果沒有氧氣,我們的航天員就沒法長期在月球上開展工作,更沒法在月球上開發月球資源,然后把這些資源運回地球。
理論上來說,從地球運輸氧氣去月球是可行的,運輸水去月球也是可行的,但是從長遠的角度來看,太過依賴地球資源的補給也不行。畢竟從地球運輸這些物資去月球,成本會非常高,這樣一來的話,就會導致航天員在月球上生活、工作的成本非常高,開發出來的資源也是相當昂貴的。
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為了解決這一個問題,現在科學家就在月球上尋找水資源,我國即將發射的嫦娥七號探測器就是計劃登陸月球南極地區,釋放飛躍器在月球表面進行跳躍,深入到那些永久陰影區域去尋找水資源。
如果我們能夠在月球上找到水資源,那就不需要從地球運輸水去月球了,直接在月球上開發水資源,然后點解水產生氧氣、氫氣就可以了,其中氧氣能夠滿足航天員呼吸的需要,氫氣可以作為月球車、飛船、火箭的燃料。
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