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航天員上天前身體準備
航天員上天前身體準備
更新时间:2024-10-21 05:24:24

太空飛行是一項很複雜的項目,除了需要有強大的運載火箭、先進的載人飛船、空間站以外,後勤保障也是非常重要的。因為在空間站的運營階段,每次飛行時間都長達幾個月甚至更長時間,後勤保障趕不上是不行的。例如神舟十二号飛船的在軌時間為3個月,而神舟十三号、神舟十四号飛船的在軌時間則達到了6個月,當我們空間站完成建造轉入運營階段以後,單次飛行6個月将會是一個常态化的事情。這麼長的飛行時間,對一些物資的消耗也是非常多的,例如需要很多氧氣、水。

航天員上天前身體準備(3名航天員每天需要12斤水)1

據估算,每名航天員一天大約需要飲用2公斤水,3名航天員每天就需要12斤水,除此之外,日常生活中航天員也需要消耗不少水,例如洗漱等都需要水。算下來的話,3名航天員在太空中飛行半年至少需要1噸水。奇怪,在太空中飛行的飛船、空間站并沒有與地球相連,那空間站内的水是哪裡來的呢?

航天員上天前身體準備(3名航天員每天需要12斤水)2

空間站的水是哪裡來的?

最直接的方法,其實就是從地球運輸上去。不論是神舟十二号飛船,還是神舟十三号飛船,或者是神舟十四号飛船,又或者是接下來在年底發射的神舟十五号飛船,在這些載人飛船發射升空之前,都會先發射一艘天舟貨運飛船,提前将航天員所需的各種物資送上空間站,在完成物資的補給以後,才會擇機發射載人飛船。而天舟貨運飛船中的貨物就包括了航天員所需的食物、水、日常生活用品、科學載荷以及一些推進劑等。不僅我們會發射天舟貨運飛船為空間站進行補給,國際空間站的物資補給也是需要由進步号貨運飛船或者其他的飛船來完成,其中也會攜帶水、食物這些物資。

航天員上天前身體準備(3名航天員每天需要12斤水)3

當然,僅僅通過貨運飛船來給航天員進行水的補給,效益是非常低的。因為3名航天員飛行半年所需的水至少達到1噸,也就是1立方米,如果都是用飛船運輸水解決航天員用水的問題,成本會非常高。所以,在飛船、空間站内的水其實是循環利用的,這可以說是空間站中水資源主要的來源了,也就是将航天員排出的尿液、水汽等進行過濾等處理步驟以後,得到了可以重複使用的水,這些水可以用來飲用,也可以用來洗漱,當過濾後的水再次被使用以後,也會再次循環利用。這樣一來就能夠較大限度地實現水的循環利用,能夠極大地降低空間站的運營成本。

航天員上天前身體準備(3名航天員每天需要12斤水)4

神舟十四号飛船已經進入中國空間站滿2周了,現在他們已經基本上整理完貨包。中國載人航天工程辦公室展示了這些航天員在空間站内的一些工作畫面,向我們展示了他們在空間站内設置飲水分配器、檢測水質的過程,重新設置供水系統與水質檢測可以說是神舟十四号飛船進入空間站後的首要工作之一。飲水分配器設置好以後,流出來的水維持在45℃,這樣的水溫很适宜,為航天員在空間站内的工作添加了不少舒适感。

航天員上天前身體準備(3名航天員每天需要12斤水)5

由于在空間站内貯存的水并不是流動的,所以為了确保這些在軌飛行航天員的用水安全,航天員會定期對水樣微生物進行檢測,避免在飲用水中滋生緻病微生物而影響到航天員們的身體健康。科學家表示,有一些微生物還可能會對空間站的材料結構帶來一些影響,從而引起空間站設備出現故障或者其他的問題,所以在空間站内進行水樣微生物檢測工作也是非常重要的。

航天員上天前身體準備(3名航天員每天需要12斤水)6

空間站内的氧氣哪裡來

與飲用水相比,氧氣可能就更加重要了。因為我們可以一兩天不飲水,但是不能這麼長時間都不呼吸。同樣的,在空間站内的氧氣也非常寶貴,在被我們呼吸進去以後氧氣就會被轉為為二氧化碳,空間站内3名航天員每天大約需要消耗1650升氧氣,在空間站内生活6個月就需要差不多30萬升氧氣。需要這麼多氧氣,氧氣是怎麼來的呢?

航天員上天前身體準備(3名航天員每天需要12斤水)7

雖然會根據任務發射貨運飛船給空間站補給,但是6個月所需的氧氣實在是太多了,顯然不能由一艘貨運飛船來完成氧氣的補給的。而且,使用氧氣罐給空間站補給氧氣也不是最安全的方法,因為在純氧的情況下是很危險的。與直接用氧氣罐運輸氧氣相比,科學家找到了更加高效、安全的方法,那就是電解水來制備氧氣。

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因為電解1升水能夠分解出620升的氧氣,已經可以滿足1名航天員1天所需的氧氣。雖然電解水需要一定的能量,但是對于空間站來說,電力是足夠的,因為空間站有很大的太陽能電池闆,隻要有太陽光的照射就會有源源不斷的電力,也就是會有氧氣産生。科學家表示,航天員平常時排出的汗液、尿液都可以收集起來,經過過濾、提純以後,這些水可以被點解來制備氧氣,産生的氧氣就會排放到空間站内。

航天員上天前身體準備(3名航天員每天需要12斤水)9

如果空間站内的水不夠用了,就會發射貨運飛船為空間站進行補給。很明顯,用飛船補給1升水的成本、難度要比直接運輸620升氧氣去空間站小得多,可行性也更高。不管是我們的空間站,還是國際空間站,氧氣都是主要通過電解水來制備的。

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