现在已经是4月下旬了,按照最初的计划,神舟二十一号航天员乘组任务应该是接近尾声了。因为最开始,神舟二十一号航天员乘组预计在轨飞行大约6个月,从2025年10月31日晚上发射升空到现在,基本上也就飞满6个月时间了。
就在大家以为神舟二十一号航天员乘组很快就会返回地球了的时候,官方宣布让神舟二十一号航天员乘组延期大约1个月时间再返回地球,也就是说他们要继续留在中国空间站执行多一个月时间。
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看到神舟二十一号航天员乘组要推迟差不多1一个月才返回地球,可能有一些网友担心延期返航,空间站上的物资会不会不够用?
平时,我们空间站是3名航天员在轨执行飞行任务,每天就需要至少消耗1650升氧气,之前航天员乘组飞行半年大约需要30万升氧气,而神舟二十一航天员乘组延期大约一个月才返回地球,那就是在这一次飞行任务中,这3名航天员估计要消耗大约35万升氧气。需要消耗这么多氧气,为什么我们看不到氧气耗尽的消息的呢?这些氧气是哪里来的?
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空间站上的氧气来源有多种,第一种就是由飞船送上去的。比如说,俄罗斯在4月6日,发射了一艘“进步MS-34”货运飞船,为国际空间站送去超过2.5吨货物。
在这2.5吨物资中,除了一套“海鹰”舱外航天服、科学仪器、科学载荷、宇航员所需的食物、衣服等物资外,还有氧气。当然,这艘货运飞船上的氧气不会很多,也就是几十公斤而已。除此之外,载人飞船也会携带一些氧气,当然载人飞船上的氧气也不会很多。
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空间站和地面的连接就是通过货运飞船和载人飞船来实现的,不管是货运飞船还是载人飞船,都没法带很多氧气去空间站。
空间站一直都有航天员在轨执行飞行任务,意味着需要一直都有氧气供应,又不能直接用飞船运输上去,那空间站的氧气怎么来,确实是一个有趣的问题。
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虽然载人飞船、货运飞船没法直接将这么多氧气送到空间站,但实际上,空间站上的氧气也是来自地球,只不过是以其他的形式送到空间站的,不是直接以氧气的形式。
货运飞船在发射升空的时候,会携带很多水,这些水其实就是氧气的来源。因为电解水就能产生氧气、氢气了。
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虽然电解水需要消耗不少的电力,但是对于空间站正常运行来说,氧气是必不可少的,如果没有足够的氧气,航天员就没法长期在轨执行飞行任务,空间站可能就没法长期稳定运行下去,所以空间站必须会安排一部分电力去电解水产生氧气。
这对于空间站来说,电力其实不是什么问题。因为空间站本身就有很多巨大的太阳能电池板,载人飞船、货运飞船也会有太阳能电池板,这些电池板只要有太阳光照射,就能源源不断产生电力,这些电力可以满足空间站的日常使用,包括用来电解水产生氧气、氢气。
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30万升、35万升氧气看起来确实是非常多,中国空间站内部驻留空间大概是110立方米,直接是装不下这么多氧气的。而电解水产生氧气的话,其实不需要多少水就能解决这一个问题。
理论上来说,只需要电解五六百升水就可以支持航天员飞行六七个月时间了。从地球直接运输30多万升氧气去空间站的话,氧气罐的压强会非常大,或者需要很多艘飞船专门去运输氧气才能满足要求。而通过电解水的方式产生氧气,只需要运输几百升水就能支持一个航天员乘组在轨飞行半年时间了。
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关键是,空间站上的水不会浪费,哪怕是航天员产生的废弃水,都可以通过回收系统进行回收,进行处理,然后再用来电解水产生氧气。可以说是重复利用了这些宝贵的水资源。
说到空间站的氧气是哪里来的问题,我们看下现在世界各国在探月方面的关注点就知道了。
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不管是中国,还是美国,现在都在积极开展探月任务,接下来都会发射很多探测器、飞船去月球,在目前,探月的主要任务就是去月球寻找水资源。
月球的环境和地球不同,虽然月球环境很恶劣,昼夜温差极大、宇宙辐射极强,还没有大气层的保护,但是月球有各种各样宝贵的资源,所以吸引了世界各国的关注。
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而想要开发月球资源,那就必须解决航天员长期驻留月球的问题,其中一个问题就是氧气的供给。如果没有氧气,我们的航天员就没法长期在月球上开展工作,更没法在月球上开发月球资源,然后把这些资源运回地球。
理论上来说,从地球运输氧气去月球是可行的,运输水去月球也是可行的,但是从长远的角度来看,太过依赖地球资源的补给也不行。毕竟从地球运输这些物资去月球,成本会非常高,这样一来的话,就会导致航天员在月球上生活、工作的成本非常高,开发出来的资源也是相当昂贵的。
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为了解决这一个问题,现在科学家就在月球上寻找水资源,我国即将发射的嫦娥七号探测器就是计划登陆月球南极地区,释放飞跃器在月球表面进行跳跃,深入到那些永久阴影区域去寻找水资源。
如果我们能够在月球上找到水资源,那就不需要从地球运输水去月球了,直接在月球上开发水资源,然后点解水产生氧气、氢气就可以了,其中氧气能够满足航天员呼吸的需要,氢气可以作为月球车、飞船、火箭的燃料。
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