人類對宇宙的探索從未停止過，

宇航員

是全人類探索宇宙的代表，

空間站

是宇航員在宇宙中的“地球”，空間站為宇航員們提供生命的必須與補給，那麼這麼一個小小的空間站究竟能儲存多少氧氣，為什麼能保證宇航員們這麼久的宇宙航行之旅呢？

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宇宙空間站

宇宙空間站的構造是非常複雜的，這些複雜的組成系統分別負責著宇航員的各種生命所需，在瞭解空間站的氧氣供需系統之前，首先需要對空間站的組成系統做一定的瞭解。

空間站最主要的部分是宇航員日常生活的地方——載人生活艙，這也是空間站的主體結構。除此之外，空間站還有許多不同用途的艙段，和人類在地球的生活區域一樣，不同的區域具有不同的功能。比如在空間站的工作實驗部是負責太陽能和電能之間的互相轉化和對接艙口，它用於保證空間站的電能供應和其他航天器的對接。

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除此之外，單模組空間站還有12個系統用以維持宇航員正常的生命活動和工作，比如溫度控制系統、測控和通訊系統、環境控制和生命保障系統、儀表與照明系統等等。這些系統的相互協作共同提供宇航員生命所需的食物、氧氣、水等等。

在宇宙的真空環境中儲存食物相對來說是比較容易的，比如地球上的真空包裝，只是需要注意包裝的材料和儲存的環境。並且宇航員在

太空

中遨遊10幾天乃至幾十天並不是和在地面上的人們一樣可以有豐富的食品型別選擇——比如煎、炒、蒸、煮等等烹飪型別。

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在空間站的宇航員們只能吃分量固定，口味固定、形態固定的“食物塊”。因為空間站的資源有限，不可能為了解決進食的問題專門設定一個區域，一方面是客觀條件無法實現，另一方面，宇航員的身體條件也不能支援這樣的做法。

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宇航員除了正常的休息整頓的時間，大部分都用於宇宙探索的科研工作，同時為了維持宇航員的身體機能平衡，空間站配備有一些基礎的運動設施方便宇航員們鍛鍊身體。

除了食物以外，宇航員們賴以生存的水和氧氣也是非常重要的存在，並且這兩者還存在一定的互相轉化的關係，那麼空間站中的水資源又是來自於哪裡呢？

宇宙空間站水的來源

首先這個問題涉及一個原理，在基礎化學領域裡有一個得到氧氣和氫氣最簡單的方法，這個辦法也經常在戰爭時期用上。戰亂時期，到處一片狼藉，水資源也變得極具匱乏，除此之外，如果當時的特務工作者被敵方抓住關入密室，那麼最緊要的危及生命的問題就是氧氣不足，這時候經過專業訓練的特工們會選擇電解水，產生氫氣和氧氣，以此來維持生命。這個原理就是太空中電解水產生氧氣的原理。

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水分子中含有氧原子和氫原子，將水進行電解就可以得到由兩個氧原子構成的氧氣分子。一升水在完全電解的情況下可以產生超過600升的氧氣，而一個成年人正常情況下，一天消耗的氧氣遠小於600升，所以電離水是一個既方便又可以大幅度解決氧氣需要的一個辦法。

在說明了氧氣的產生原理之後，接下來具體分析宇宙空間站中的水資源的幾大主要的來源：

第一個來源：在宇宙空間站建造的時候就會將宇航員們生存必需品的儲存位置安排妥當，必須有足夠安全的空間來保證宇航員的生命安全。所以正是因為有這樣的設計考慮，在地面控制站的工作人員會選擇在宇航員正式進入太空之前，在火箭中儲存一定量的淡水，等到進入太空火箭進行艙體分離，這些淡水就儲存在了宇宙空間站中。

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並且經過多次宇宙飛船的改進，不僅宇宙飛船的各項效能得到了很大的提升，其的儲物空間也變大了很多，所以在這樣充足的空間裡運載宇航員生湖泊所需的淡水是基本沒有問題的。與此同時，這些淡水不僅僅是用於日常的生活所需，其中有一部分就是根據電解水的原理，產生宇航員工作和生活所用的氧氣。

第二個來源：這個來源是針對宇航員進入太空生活之後的利用水資源的方式。雖然太空艙足夠的空間可以攜帶足量的淡水，但是如果一次性地日復一日地消耗對於在太空站長期工作的宇航員來說也是一件非常奢侈的事情，所以在太空生活的宇航員需要非常講究水資源的迴圈利用。

比如人體排出的尿液、汗液等等都是被統一收集進宇宙空間站專有的淨化迴圈系統，進行新一輪生活用水的供給。所以生活在宇宙空間站的宇航員們生活條件相比於地球是很艱苦的，所以在地球上更要注意珍惜水資源，千萬不要刻意地浪費。

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第三個來源：因為不管是宇宙空間站自己本身攜帶的水資源還是透過第二種途徑進行反覆過濾淨化的水資源，它們的容載量和淨化次數都是有限的。

容載量有限是因為宇宙空間站寸土寸金的空間佈局模式，不可能大量地攜帶淡水；淨化次數有限是因為這些水資源的源頭是固定的，並不是有多個新的來源，所以就算再先進的淨化系統在只有一個淨化源的情況下也需要補充。所以會有專門的貨運飛船定時從地球飛上太空，為這些空間站補充水資源。

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宇宙空間站氧氣的來源

最開始的宇宙空間站中全部充斥著氧氣，因為地面的工作人員考慮到宇宙中氧氣的不足，所以採用全氧的工作環境。但是在經過一段時間之後的具體上天實踐發現這樣的條件並不能維持很久，並且還有很高的風險指數。

在漫長的宇宙航天程序中，這樣的環境導致了數次大小不一的事故，所以宇宙飛船的設計者們才慢慢調整了飛船中的含氧比例。現目前大多數的飛船都是和地球上空氣差不多的成分比例，主要是氮氣，氧氣都是少部分，只需要能夠人類呼吸就可以。

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在這樣的改進基礎上，再結合水資源的來源，和電離水的原理可以的處基本三個氧氣的來源：

首先，不管是透過自身攜帶水資源還是利用水資源的不斷迴圈再生等等方法都是為採取電離水獲取氧氣來做準備。這是宇宙飛船最開始適用也是大面積適用的一個獲取氧氣的方法。

水產生氫氣和氧氣的過程並不是只有水這麼簡單，還需要藉助漂白粉。漂白粉中的氯酸根呈陰性，所以在電離的過程中就會向陽移動，鈣離子呈陽性，在電離的過程中就會向陰極移動，硫酸根離子、氫離子和氧離子也是同理。

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在經過了這樣的電離過程之後，氧離子就會在陽極那裡獲得正電荷，從而組成氧氣分子，逸出電離的水錶面。原則情況下只要有水，那麼氧氣就可以源源不斷地產生，用也用不完。

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在經過了科學家們對太空飛船中的空氣環境進一步研究發現還有兩種方式可以用來應對當水資源不充足或者電離資源不充足時的緊急情況，這兩種方式主要是用來應急，一般情況下不作為常規的獲取氧氣的辦法，因為這兩種辦法所需的能量較多，危險性也較高。

第一種辦法是在宇宙空間站中準備一些加壓的氧氣管，這種氧氣管的儲氧的原理和90年代的醫院一樣，那時沒有高階的製氧機器和抽氧機器，所以只能將氧氣注入高壓放在可以耐受高壓的氧氣罐裡，這種氧氣管一般是藍色的外表，也是非常引人注目和比較容易記住的。在太空艙裡會選擇少量攜帶這部分氧氣罐，以備不時之需。

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第二種辦法是利用傳統的化學反應即固體燃料燃燒製造氧氣。在化學反應中有許多都是可以製造氧氣的，比如固體粉末的燃燒等等。

其中最常見的就是金屬燃燒產生氧氣，比如鐵和氯酸鈉兩者進行燃燒，但是這個燃燒條件需要高溫，至少應該達到鐵的熔點才具備反應發生的可能，所以如果這種反應發生在太空艙中無疑是對太空艙造成了很大的潛在風險。

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但是這種反應是所有能夠產生氧氣的反應中最有可能在太空中實現的，因為它除此之外不需要任何附加條件，並且產生的氯化鈉可以透過處理進行生活中的其他迴圈利用等等，這也是節約了太空中的一個資源。

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正因為如此，這樣的一個帶給宇航員生命之源的氣體反應，在它生成時又酷似蠟燭，所以這種氣體反應又被很多的宇航員稱之為“氧氣蠟燭”，來表達宇航員對這種反應濃厚的感激之情。

宇宙空間站儲存氧氣的方法和容量

最後講解一下宇宙空間站在產生了這麼多的氧氣之後，宇航員們是如何進行合理地儲存，而不將他們浪費，並且在需要的時候隨時用於日常的工作與生活的。

宇航員們製造氧氣並不會製造一次性的用量，通常會製造足夠一段時期的用量，因為只製造一次的量成本太高，並且反覆進行製造氧氣的工作也非常繁瑣。所以一般情況下製造的氧氣會直接釋放在太空艙裡，但是需要嚴格控制釋放的比例，不可過多也不可過少。

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在此之後如果有多餘的氧氣，可以充進宇航員的宇航服作為外出工作的氧氣需要，在滿足了工作服的氧氣要求之後，如果還有多餘的氧氣會統一排進太空艙的環境控制系統。

這裡會對太空艙的各種環境指數進行監測和管理，並且在環境指數不合理的時候及時進行調控。但是太空艙的氧氣容量終究是有限的，所以在太空中生活需要遵循“勤拿少取”的原則，每次足量，但是依舊不能抱有一勞永逸的想法。

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人類文明發展至今，由以前的一味浪費資源進化到現在的資源的合理應用，地球上的人們或許對資源的迴圈利用感觸不深刻，實施不透徹，但是身處宇宙的宇航員們卻已經將資源的迴圈利用應用到極致，這不僅是人類探索宇宙文明的進步，也是人類對於保護資源文明的進步。