ออกซิเจน ในขณะที่การก่อสร้างสถานีอวกาศของจีนได้เข้าสู่ขั้นตอนสุดท้าย ผู้คนยังได้เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับชีวิตประจำวันของนักบินอวกาศในสถานีอวกาศ ผ่านการถ่ายทอดสดหรือรายงานข่าว นอกจากการดูแลชีวิตประจำวันแล้ว ทุกคนยังกังวลเกี่ยวกับปัญหาการหายใจของพวกเขา ท้ายที่สุดแล้ว จากการถ่ายทอดสดนักบินอวกาศไม่ได้สวมอุปกรณ์ สูดออกซิเจนใดๆในห้องโดยสาร
แต่โดยทั่วไปแล้ว นักบินอวกาศต้องการออกซิเจนประมาณ 550 ลิตรต่อวัน แม้ว่าจำนวนนี้จะไม่มาก แต่มันก็มากสำหรับพวกเขา เพราะจำนวนวันที่นักบินอวกาศปฏิบัติภารกิจในอวกาศนั้นนานถึง 180 วัน แล้วออกซิเจนที่พวกเขาต้องการเป็นเวลานานขนาดนั้นมาจากไหน นักบินอวกาศจะเผชิญกับสภาวะที่ไม่ใช้ออกซิเจน และสูดดมระหว่างการเดินทางเพื่อทำธุรกิจหรือไม่
แม้ว่าน้ำมักถูกยกย่องว่าเป็นแหล่งกำเนิดของสิ่งมีชีวิตแต่ออกซิเจนใสไร้สี ก็เป็นสิ่งจำเป็นในชีวิตมนุษย์เช่นกัน ท้ายที่สุด เราไม่ใช่สิ่งมีชีวิตที่ไม่ใช้ออกซิเจน ดังนั้น เมื่อนักบินอวกาศเข้าสู่อวกาศและอยู่ในสถานีอวกาศเป็นเวลานาน สิ่งแรกที่พวกเขาเผชิญคือปัญหาของการหายใจ วิธีการจัดหาออกซิเจนให้เพียงพอแก่พวกเขา ก็ยังเป็นจุดสนใจของนักวิจัยภาคพื้นดินในอดีต
แล้วนักบินอวกาศที่อาศัยอยู่ในอวกาศต้องการออกซิเจนเท่าไหร่ในแต่ละวัน จากการทดสอบทางวิทยาศาสตร์พบว่า ปริมาณอากาศที่คนเราหายใจแต่ละครั้งประมาณ 500 มิลลิลิตร หากคำนวณตามอัตราการหายใจปกติ 16 ครั้งต่อนาที คนเราต้องการอากาศประมาณ 11,000 ลิตรต่อวัน ในบรรดาอากาศเหล่านี้ ปริมาณออกซิเจนในอากาศที่หายใจเข้าคือ 21 เปอร์เซ็นต์ และในอากาศที่หายใจออกประมาณ 16 เปอร์เซ็นต์
เมื่อรวมทั้ง 2 อย่างเข้าด้วยกัน สรุปได้ว่าออกซิเจนที่ผู้ใหญ่ใช้ต่อการหายใจแต่ละครั้งอยู่ที่ประมาณ 5 เปอร์เซ็นต์ของอากาศ ออกซิเจนจะถูกเปลี่ยนเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ สรุปแล้วนักบินอวกาศแต่ละคนใช้ออกซิเจนในอวกาศประมาณ 550 ลิตรต่อวัน และ 3 คนเท่ากับ 1,650 ลิตร แน่นอนว่าข้อมูลนี้เป็นเพียงการประมาณการ แต่ปริมาณออกซิเจน 550 ลิตรต่อคนก็เพียงพอสำหรับชีวิตประจำวันของนักบินอวกาศแล้ว
หากคุณมีชีวิตอยู่ได้เพียงไม่กี่วัน คุณสามารถแก้ปัญหาการจ่ายออกซิเจนได้ด้วยการแบกถังออกซิเจนจำนวนมาก แต่ถ้าคุณต้องการอยู่บนวงโคจรเป็นเวลา 180 วัน คุณต้องใช้วิธีอื่น ก่อนอื่นเรามาดูวิธีการจัดหาออกซิเจนในสถานีอวกาศนานาชาติกันก่อน ก่อนที่สถานีอวกาศเทียนกงของจีนจะถูกสร้างขึ้น สถานีอวกาศนานาชาติได้ปฏิบัติงานในอวกาศมาเป็นเวลานาน ช่วยให้นักบินอวกาศหลายคนทำภารกิจได้สำเร็จ
จากข้อมูลพบว่าบนสถานีอวกาศนานาชาติมีแหล่งออกซิเจนหลัก 2 แหล่ง ได้แก่ ถังออกซิเจนแรงดันสูงและเครื่องกำเนิดออกซิเจน ถังออกซิเจนแรงดันสูงน่าจะเป็นสิ่งที่ทุกคนคุ้นเคยมากที่สุด หลายๆคนใส่ออกซิเจนจากพื้นโลกเข้าไปในถัง แล้วใส่ไว้ในสถานีอวกาศเพื่อสำรอง โดยทั่วไปแล้ว ถังออกซิเจนประเภทนี้เพียงพอสำหรับภารกิจการบินระยะสั้น แต่ไม่เพียงพอสำหรับการใช้ออกซิเจนของนักบินอวกาศในวงโคจรเป็นเวลานาน
นับประสาอะไรกับนักบินอวกาศ 3 คน ดังนั้น เพื่อให้แน่ใจว่ามีออกซิเจนเพียงพอ เครื่องกำเนิดออกซิเจนบนสถานีอวกาศก็มีบทบาทสำคัญเช่นกัน เนื่องจากหลักการทำงานที่แตกต่างกัน เครื่องกำเนิดออกซิเจนสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทดังต่อไปนี้ เครื่องกำเนิดออกซิเจนด้วยไฟฟ้า และเครื่องกำเนิดออกซิเจนเชื้อเพลิงแข็ง เชื่อว่าคนส่วนใหญ่ได้ทำการทดลองน้ำอิเล็กโทรไลต์ และเครื่องกำเนิดออกซิเจนด้วยไฟฟ้าผลิตขึ้นตามหลักการการทดลองนี้
น้ำสามารถย่อยสลายเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจนผ่านอุปกรณ์นี้ หลังจากการสลายตัวสำเร็จ ไฮโดรเจนจะถูกขับออก แต่ออกซิเจนจะถูกเก็บไว้เพื่อให้นักบินอวกาศใช้หายใจ เครื่องกำเนิดเชื้อเพลิงแข็งผลิตออกซิเจนผ่านปฏิกิริยาเคมีถัง เชื้อเพลิงของอุปกรณ์นี้มักเต็มไปด้วยส่วนผสมของโซเดียมคลอเรตและผงเหล็ก ซึ่งจะสลายตัวเป็นออกซิเจนหลังจากติดไฟและเผาไหม้
ข้อมูลแสดงให้เห็นว่า ส่วนผสมของโซเดียมคลอเรตและผงเหล็กทุกกิโลกรัม สามารถผลิต ออกซิเจน ที่สามารถหายใจได้ 6.5 คนเป็นเวลา 1 ชั่วโมงหลังจากผ่านอุปกรณ์นี้ จะเห็นได้ว่าประสิทธิภาพของการผลิตออกซิเจนประเภทนี้ค่อนข้างสูง และแมลงวันในครีมนั้นจำเป็นต้องบรรทุกเชื้อเพลิงแข็งจำนวนมาก ด้วยเหตุนี้ สถานีอวกาศเทียนกงในประเทศของเราจึงพึ่งพาระบบการผลิตออกซิเจนด้วยไฟฟ้าเป็นหลัก
ซึ่งผลิตออกซิเจนจำนวนมากโดยการทำให้น้ำเป็นอิเล็กโทรไลต์ ทำให้เป็นแหล่งออกซิเจนหลักสำหรับนักบินอวกาศที่จะอยู่เป็นเวลานาน อันที่จริง เหตุผลที่ออกซิเจนอิเล็กโทรไลต์กลายเป็นแหล่งออกซิเจนหลักสำหรับสถานีอวกาศนั้น เป็นเพราะผู้คนมีความชำนาญในเทคโนโลยี การบำบัดน้ำซึ่งเป็นบทบาทของระบบช่วยชีวิตแบบใหม่ของสถานีอวกาศ
ระบบควบคุมสภาพแวดล้อมและการปกป้องชีวิตของสถานีอวกาศส่วนใหญ่ประกอบด้วยฟังก์ชัน 3 ด้าน ได้แก่ การควบคุมสิ่งแวดล้อม การช่วยชีวิต และการปกป้องชีวิตฉุกเฉินในหมู่พวกเขา ระบบปกป้องชีวิตแบบสร้างใหม่ที่สำคัญคืออุปกรณ์หลักในการให้ออกซิเจน การพัฒนาอากาศและน้ำ การรีไซเคิลในสถานีอวกาศสำหรับนักบินอวกาศ ชีวิตของเราบนสถานีอวกาศมีบทบาทสำคัญ
โดยทั่วไป ระบบช่วยชีวิตแบบปฏิรูปส่วนใหญ่ประกอบด้วยระบบการผลิตออกซิเจนด้วยไฟฟ้า ระบบกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ ระบบลดคาร์บอนไดออกไซด์ ระบบบำบัดน้ำ และระบบอื่นๆ การทำงานร่วมกันของพวกเขาช่วยให้นักบินอวกาศสามารถผลิตน้ำเสียและก๊าซไอเสียได้ ในหมู่พวกเขา ระบบบำบัดน้ำสามารถรีไซเคิลเหงื่อและปัสสาวะของนักบินอวกาศ และดำเนินการบำบัดให้บริสุทธิ์อย่างล้ำลึก เพื่อตอบสนองความต้องการของน้ำดื่ม
และน้ำที่ผลิตออกซิเจนด้วยไฟฟ้า หลังจากใช้งานแล้ว สามารถรับประกันการก่อตัวของวัฏจักรระบบนิเวศ ในสถานีอวกาศซึ่งไม่เพียงแต่สามารถจัดหาน้ำดื่มสำหรับนักบินอวกาศเท่านั้น แต่ยังทำให้อุปกรณ์ผลิตออกซิเจนด้วยไฟฟ้าไม่ขาด ตามข้อมูล ในระหว่างที่นักบินอวกาศทั้ง 3 อยู่บนสถานีอวกาศ น้ำประมาณ 11 กิโลกรัม เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการอิเล็กโทรไลซิส การดื่มและสุขอนามัยทุกวัน
และสามารถให้น้ำได้ประมาณ 8.8 กิโลกรัมต่อวันโดยเฉลี่ยผ่านทางน้ำควบแน่นในอากาศและปัสสาวะ การกลั่นทรัพยากรน้ำการปิดประมาณ 80 เปอร์เซ็นต์ แน่นอนว่าหลังจากผ่านไประยะหนึ่ง สถานีอวกาศยังคงต้องการเติมแหล่งน้ำ และต้องใช้วิธีนี้เพื่อชดเชยการขาดประสิทธิภาพการรีไซเคิล นอกจากนี้ ระบบรีเจนเนอเรทีฟไลฟ์ยังสามารถสร้างอากาศในสถานีอวกาศขึ้นใหม่ได้ ด้านหนึ่งมันสามารถประมวลผลคาร์บอนไดออกไซด์ที่นักบินอวกาศหายใจออกในห้องโดยสาร
และในทางกลับกัน มันสามารถให้ออกซิเจนอิเล็กโทรไลต์แก่นักบินอวกาศ ผลิตและจัดเก็บ และจัดหาอุปกรณ์ออกซิเจนจำนวนมาก จะเห็นได้ว่าความช่วยเหลือของระบบช่วยชีวิตแบบปฏิรูปได้แก้ไขสถานการณ์ น้ำไม่เพียงพอของอุปกรณ์สร้างออกซิเจนด้วยไฟฟ้าในสถานีอวกาศ ทำให้สามารถรักษาการทำงานตามปกติได้เป็นเวลานาน และช่วยให้นักบินอวกาศหายใจได้ตามปกติ
นานาสาระ : ที่ดิน ศึกษาเกี่ยวกับแนวคิดการสนับสนุนและการตั้งถิ่นฐานใหม่ของที่ดิน
