河南
從1961年4月加加林鉆進(jìn)"東方一號"那個狹小的艙室開始，人類"在天上怎么喘氣"這件事，就從來沒輕松過。加加林那次只飛了108分鐘，靠的是艙里預(yù)先存好的空氣。
可到今天，宇航員在國際空間站一住就是半年起步，靠"憋一口氣"顯然行不通了。
那么，太空真空里，氧氣到底是從哪兒來的？
在缺乏地球可呼吸大氣的太空真空中，為宇航員提供持續(xù)的氧氣供應(yīng)，是所有載人航天任務(wù)的底線。
這一需求推動了航天器上一整套精密系統(tǒng)的研發(fā)，目的就是給機(jī)組人員營造一個安全、可持續(xù)的生存環(huán)境。
每位宇航員每天大約消耗兩磅氧氣，長年累月算下來，是個不小的數(shù)字。維持類似地球的艙內(nèi)大氣環(huán)境——約14.7磅每平方英寸（PSI）的壓力，以及21%的氧氣濃度——對宇航員的舒適度和健康至關(guān)重要。
鑒于任務(wù)持續(xù)時間較長，尤其是在國際空間站（ISS）上執(zhí)行的任務(wù)，僅僅依靠從地面運(yùn)送的儲備氧氣，是不切實際的。
因此，艙載氧氣生成系統(tǒng)必不可少。
國際空間站上的氧氣生成組件（OGA）利用電解技術(shù)將水分解為氧氣和氫氣——通電、水分解、拿到氧氣，說穿了跟中學(xué)化學(xué)課本上的實驗沒啥兩樣。
區(qū)別是，太陽能電池板負(fù)責(zé)供電，日本HTV貨運(yùn)飛船一包20升的水管"原料"，一包水電解出來的氧氣夠一個人呼吸22天。既提供了可呼吸的氧氣，又能順帶回收水，因為產(chǎn)生的氫氣會被用于空間站上的其他化學(xué)過程。
由俄羅斯艙段運(yùn)行的電子系統(tǒng)（Electron）執(zhí)行類似的功能，也是通過電解產(chǎn)生氧氣，與OGA一起維持空間站的大氣環(huán)境。歐洲航天局的先進(jìn)閉環(huán)系統(tǒng)則更進(jìn)一步，通過整合二氧化碳去除和水循環(huán)利用，把氧氣生產(chǎn)效率又拉高了一截。
它可以從廢棄物中回收氧氣，直接減少了對地面補(bǔ)給任務(wù)的依賴。而且不光美俄歐在做這件事。
中國的天宮空間站走的也是類似路子——電解制氧加冷凝水回收。2022年T字構(gòu)型建成以來，神舟乘組已經(jīng)完成了多次半年期駐留任務(wù)。
兩套獨(dú)立體系并行運(yùn)作，本身就說明這條技術(shù)路徑已經(jīng)被反復(fù)驗證過。
除了這些主力系統(tǒng)，還得留幾手備份。固體燃料氧氣發(fā)生器（SFOG）罐通過分解高氯酸鋰產(chǎn)生氧氣，宇航員親切地叫它"氧氣蠟燭"——點(diǎn)一下就冒氧氣，形象得很。
另外還有加壓氧氣罐，為緊急情況或太空行走單獨(dú)儲備一份。
不過備份系統(tǒng)也不是萬無一失的。
1997年，俄羅斯"和平號"空間站上一根SFOG故障起火，差點(diǎn)釀成大禍。這事兒之后，凡是能燒的東西上天前都要過更嚴(yán)的關(guān)。
技術(shù)再先進(jìn)，也架不住人算不如天算。
在艙外活動期間，宇航員依靠艙外機(jī)動裝置（EMU），這套裝置自帶一個主要生命支持系統(tǒng)，可以提供便攜式氧氣供應(yīng)、溫度調(diào)節(jié)，以及二氧化碳去除功能，確保宇航員在真空中一次能待上好幾個小時。
其實回過頭看，氧氣問題的核心，落在水上。從地面把水送到400公里高的軌道，每公斤成本幾萬美元不止，所以NASA才死磕廢水回收。
宇航員的汗、尿、呼出的水汽，能收的全收回來，回收率大約93%。說白了，"今天喝的水，很可能就是昨天呼出去的"。
聽著別扭，但在太空里，這就是活下去的算法。
氧氣生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步仍在持續(xù)演進(jìn)，新方法正在被開發(fā)出來，用于從二氧化碳中直接回收氧氣。
這一步一旦走通，就能大幅減少對地球補(bǔ)給的依賴，也是支撐長期任務(wù)——包括未來載人火星探險——的關(guān)鍵一環(huán)。
說到底，宇航員之所以能在天上住那么久，靠的是一整套"摳門到極致"的循環(huán)系統(tǒng)。水、氧、氣壓，一樣都不能松。
這大概也是人類走向深空之前，最該學(xué)會的一課——把每一口氣都當(dāng)回事。
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