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高处的气压低、含氧量也低（图片来源：https://www.meipian.cn/2cbosflq）
Part.3
在太空呼吸的氧气有哪几种获取方法？
越往高处空气越稀薄 ， 那么到了“太空” ， 不就没有空气了？2021年10月 ， 神舟十三号载人飞船搭载着“太空出差三人组”顺利进入太空 。根据任务 ， 三位航天员将在太空中驻留6个月 ， 他们将在太空中过春节 。这么长的时间 ， 他们呼吸的氧气从何而来？
宇宙空间可不止4800米这么低 ， 地球周围的宇宙空间 ， 最低高度大约是10万米 ， 这里几乎就没有空气了 ， 气压甚至是地面的百万分之一 。
宇航员想在这里呼吸 ， 就不是“补充氧气”这么简单了 。
第一种方法当然就是从地面直接带氧气罐 。一如我们考察队在西藏购买氧气袋、氧气瓶一样 。这种方法最为直接 ， 不过效率也很低 。

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登山时常见的便携式氧气瓶（图片来源：Rehabmart.com）
第二种方法是固体燃料氧气发生器 。这种方法主要是化学反应产生氧气 ， 在西藏也可以购置相似的装备 。固体原料利于存储 ， 可以用较小的体积储备较多的氧气 。例如 ， 装着粉末状氯酸钠和铁粉混合物的金属罐子 ， 在点燃时 ， 铁燃烧并产生化学反应所需的热能 ， 相应的化学反应产生氯化钠和氧气 。商用飞机在舱内气压下降时也用相似的办法制氧 。
第三种方法是电解水 。这种方式在地面很少用 ， 但却是空间站中提供氧气非常重要的手段 。
在地面上 ， 电解水消耗能源较多 ， 产生的氢气又有危险 ， 但是 ， 空间站上的供电不是问题 ， 巨大的太阳能电池板可以供应免费的电力 ， 而伴随产生的氢气也可排放到太空中 。作为原料的水 ， 可以从地球上通过补给船运送到空间站 ， 还可以通过冷凝器回收机舱空气中的水蒸气 ， 甚至使用宇航员的尿液过滤和回收 。据报道 ， 国际空间站的氧气发生器就是电解水的制氧设备 。

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国际空间站内部的样子（图片来源：百度图库）
Part.4
在太空呼吸 ， “只进不出”是不行的
人类呼吸 ， 消耗的是氧气 ， 呼出的是二氧化碳 。空间站是密封的 ， 时间长了 ， 房间里岂不是要堆满了二氧化碳？二氧化碳要往哪里去？
这就需要提到空间站中的空气系统 ， 它不止制备、提供氧气 ， 还需要处理宇航员呼出的二氧化碳 。
宇航员所呼吸的空气中 ， 产生的二氧化碳已经经过空气系统处理 ， 比如用沸石分子筛可以去除空气中的二氧化碳 。也就是说 ， 空气系统不仅要能出氧气 ， 也要能除去二氧化碳 。空气中还有其他一些气体 ， 比如甲烷、丙酮、甲醇和一氧化碳等 ， 这些气体都可以在空间站上的活性炭过滤器的帮助下移除 。因此 ， 宇航员所用的呼吸系统 ， 实际上应该叫空气循环与过滤系统 ， 而不止是制备氧气 。
正是在这些空气系统的帮助下 ， 宇航员们才能在太空中安然过年 ， 顺利完成任务 。让我们期待他们的凯旋归来吧！
出品：科普中国
制作：王铮
监制：中国科学院计算机网络信息中心
（本文中标明来源的图片已获得授权）

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