文|小彭的灿烂笔记

编辑|小彭的灿烂笔记

声明：本文陈述内容参考的“官方信息来源”，均赘述在文章末尾，感谢支持。

【前言】

10月30日，神舟十九号载人飞船成功发射，航天员蔡旭哲、宋令东、王浩泽乘坐神舟，奔赴太空，这是我国载人航天工程，进入空间站应用与发展阶段的第4次载人飞行任务。

三位航天员将在轨驻留6个月，这半年的时间里，他们总共会消耗近30万升氧气，可尽管消耗了如此多的氧气，但他们携带的氧气还是不会用完……

这究竟是为什么呢?在太空当中航天员如何吸氧呢？

【神舟十九号发射】

10月30日4点27分，，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射。

约577秒后，神舟十九号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道。

飞船入轨后，顺利完成了太阳能帆板展开和天线展开等关键动作。

这次执行任务的三位航天员分别是:蔡旭哲、宋令东和王浩泽。

其中，蔡旭哲是第二批航天员，曾参加过神舟十四号任务，有丰富的太空经验；而宋令东和王浩泽则是第三批航天员，这是他们的首次太空之旅。

值得一提的是，王浩泽是我国首位"90后"航天员。1990年出生的她，从小就梦想成为一名航天员。

2020年，她从空军航空大学飞行学员中脱颖而出，成为第三批航天员，如今她终于圆梦，开启了自己的太空首秀。

而宋令东虽然年龄稍长，但同样是第一次执行载人航天任务，作为一名有着多年飞行经验的歼击机飞行员，他曾参加过多次重大任务，积累了丰富的飞行经验，而此次，他将在太空展现一名军人的风采。

三位航天员将在轨工作生活6个月，这对他们的身心都是一个巨大的挑战。

尤其是在氧气供给方面，半年时间里，他们总共会消耗近30万升氧气。

面对如此庞大的氧气消耗量，神舟十九号是如何解决供给问题的呢?航天员在太空中又是如何呼吸的呢?

【环控生保系统】

这一切，都离不开环控生保系统的支持，环控生保系统，全称是环境控制与生命保障系统，是航天器上维持航天员生命的关键系统。

它就像一个微型的地球，为航天员提供适宜的温度、湿度、气压等环境条件，并且供应航天员赖以生存的氧气、水和食物。

根据资料显示，一个人在正常活动的情况下，平均每天需要消耗约550升氧气。

也就是说，三名航天员每天总共需要消耗1650升氧气，如果按照半年180天计算，他们在太空中总共需要消耗近30万升氧气。

面对如此庞大的氧气需求，如果完全依靠地面补给，无疑会增加发射成本和任务风险。

因此环控生保系统必须具备氧气再生功能，将航天员呼出的二氧化碳转化为氧气，实现循环利用。

这样一来，就大大减少了补给需求，提高了航天器的自给自足能力。

而中国空间站的环控生保系统，在这方面做出了独特的创新。

它攻克了电解制氧、二氧化碳去除、微量有害气体去除等一系列技术难题，实现了高效、稳定、可靠的运行。

这种"变废为宝"的设计理念，充分体现了中国航天人的智慧和创新精神。

【中国空间站实现氧气资源100%再生利用】

在中国空间站的环控生保系统中，有一个神奇的装置，它就是"集成电解制氧与二氧化碳去除装置"，简称"电解制氧装置"。

这个装置犹如一个神奇的"魔盒"，能够将航天员呼出的二氧化碳转化为宝贵的氧气，实现氧气资源的100%再生利用。

首先它会将航天员呼出的气体引入装置中，通过特殊的吸附剂，将其中的二氧化碳吸附分离出来。

然后再通过电解水的方式，将水分解为氢气和氧气。

最后将氢气和二氧化碳反应，生成水和甲烷，而氧气则被收集起来，供航天员使用。

这个过程看似简单，但其中却蕴含了多项尖端技术，要知道，二氧化碳的高效吸附分离技术，就是一个世界级的难题。

传统的吸附剂，往往存在吸附容量低、再生能耗高等问题，难以满足航天应用的需求。

而中国空间站采用了新型的固体氨吸附剂，不仅吸附容量高，而且再生能耗低，使得二氧化碳的吸附效率大大提高。

另一个关键技术，就是电解水制氧技术，传统的电解水制氧，往往存在能耗高、产氧率低等问题。

而中国空间站采用了先进的质子交换膜电解水技术，不仅能耗低，而且产氧率高，大大提高了制氧效率。

除了这两项核心技术外，中国空间站的环控生保系统还采用了多项创新设计，例如高效的微量有害气体去除技术、高可靠的气体分配技术、智能化的故障诊断与容错控制技术等，使得整个系统的运行更加高效、稳定、可靠。

正是凭借这些先进技术，中国空间站的环控生保系统实现了氧气资源的100%再生利用，不仅保障了航天员的生命安全，而且大大提高了空间站的自给自足能力，为长期驻留创造了条件。

这一成就，不仅标志着中国在航天环控领域达到了世界领先水平，而且也为人类未来的深空探索打下了坚实的基础。

试想，如果在月球基地或火星基地上，也能实现这种高效的氧气再生利用，那将大大减少补给需求，为人类的太空家园建设带来无限可能。

【全新的再生式生保系统】

神舟十九号载人飞船，不仅承载着三位航天员的太空梦想，也承载着中国航天人的智慧结晶。

与以往的神舟飞船相比，神舟十九号在环控生保系统方面有了全新的突破，那就是采用了再生式生保系统。

什么是再生式生保系统呢?简单来说，就是在有限的空间内，通过物质的循环利用，实现水、氧等资源的再生和循环利用，从而最大限度地减少补给需求，提高飞船的自给自足能力。

这种系统，犹如一个微型的生态循环系统，是人类在太空中长期生存的关键。

神舟十九号的再生式生保系统，主要包括三个部分:水循环系统、氧气再生系统和尿液处理系统。

其中，水循环系统可以将航天员的尿液、汗液等废水进行处理，产生饮用水和生活用水。

氧气再生系统则可以将二氧化碳转化为氧气，实现氧气的循环利用。

尿液处理系统则可以将尿液中的水分提取出来，用于饮用或电解制氧。

这三个系统的有机结合，形成了一个完整的再生式生保系统，大大提高了飞船的环境保障能力。

除了再生式生保系统，神舟十九号还采用了一系列先进技术。

高效的热控系统、智能化的环境监测系统、舒适的噪声控制系统等，为航天员营造了一个安全、舒适、高效的生存环境。

这些技术的应用，不仅保障了航天员的生命安全，也为我国载人航天事业的可持续发展奠定了基础。

试想，如果在未来的深空探索中，飞船能够实现水、氧、食物等资源的自给自足，那将大大降低任务风险，提高任务成功率，为人类走向深空提供有力支撑。

据了解，这次任务将携带多达100多项科学实验，涵盖了空间生命科学、空间材料科学、空间天文学等多个领域。

这些实验，不仅将拓展我们对宇宙的认知，也将为人类在太空中的生存和发展提供重要的科学支撑。

与此同时，神舟十九号将进一步提升我国航天员的飞行经验和技能，为未来的载人登月、深空探索等任务积累宝贵的人才资源。

这次任务，将有三名航天员进驻空间站，他们将在轨工作和生活6个月，执行出舱活动、在轨维修、科学实验等多项任务。

这些经历，将极大地锻炼航天员的心理素质、应变能力、协同作战能力，为我国航天员队伍的建设和发展注入新的活力。

【结语】

此次神舟十九号的发射，简直就是中国载人航天事业的又一次伟大飞跃，它不仅实现了中国空间站时代的全面开启，也为人类探索宇宙开辟了新的篇章。

特别是环控生保系统，无疑是我国航天事业的重要里程碑，为我国航天员带去了源源不断的氧气和水，更好的保障了他们的人身安全……

参考资料：

光明网在 2023-04-14关于《中国空间站氧气资源100%再生！》的报道

网友看法

1、网友单纯云朵Au：不知道最后生成的甲烷气体是如何处理的。

2、网友芒果哥哥（佳音佳祥666）：转发了