在地球上,咱们有继续不断的新鲜空气供给。咱们吸入氧气呼出二氧化碳,二氧化碳被植物吸入进行光合作用后释放出氧气。这是一个巨大规划的美妙循环。但是在航天器(如空间站等)里氧气使怎么供给的?

大多数航天器都有自己的氧气供给体系,并且有一个备用体系。但是,这些航天器的使命继续时间很短,大约几天到两周。相比之下,国际空间站(ISS)是为长时间飞翔而规划的,那么国际空间站是怎么制作氧气的呢?它发作氧气的办法有三种:氧气发作器、加压氧气罐和固体燃料氧气发作器(也称为氧气蜡烛)。

氧气发作器办法是经过一种叫做电解的进程从水中制作氧气。在这个进程中,电流从一个叫做阳极的带正电的电极经过水,抵达另一个叫做阴极的带负电的电极。由于水自身是一种不良的导电体,一切往水中参加盐能够增强水的导电,在这个进程中水被分解成氢气和氧气。这个进程的化学原理如下:

在阴极处,发作一种称为复原的反响。来自阴极的电子(e -)与水(H2O)结合发作氢气(H2)和氢氧根离子(OH -):2H2O(l)+ 2e - —> H2(g)+ 2 OH -(aq)。

在阳极处,发作一种称为氧化的反响。电子从水中除掉并流入阳极。从水中去除电子发作氧气(O2)和氢离子(H +):2H2O(1) - > O2(g)+ 4 e - + 4 H +。

电力由空间站的太阳能电池板发作,并经过空间站的电网供给给氧气发作器。水从地球上经过补给船和航天飞机送到空间站。水也能够经过冷凝器收回,以除掉舱内空气中的水蒸气(宇航员呼出水蒸气)。还能够经过设备从宇航员的尿液中收回水。电解发作的氢气被排到太空中,而氧气则被循环到舱内空气中。

第二种办法是运用加压氧气罐。在这种办法中,咱们不制作氧气,而是直接将氧气从地球输送到空间站。

第三种办法是经过化学反响制作氧气的备用体系。该体系被称为固体燃料氧气发作器(SFOG)。SFOG也被称为氧气蜡烛或氯酸盐蜡烛,它的容器中含有氯酸钠(NaClO3)粉末和铁(Fe)粉末的混合物。当SFOG被点着时,铁在1112华氏度(600摄氏度)下“焚烧”,供给反响所需的热能。氯酸钠分解为氯化钠(NaCl)和氧气(O2)。一些氧与铁结合构成氧化铁(FeO):

NaClO3 (s) + Fe (s) -> 3O2 (g) + NaCl (s) + FeO (s)

在未来的太空站或太空殖民地,美国宇航局的科学家期望经过栽培植物来发明氧气和消除二氧化碳。这些植物将供给可呼吸的空气,并成为宇航员的食物来历。但是,一个有必要处理的问题是怎么在小空间里栽培很多的植物——空间站上的生存空间是有限的。

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