在浩瀚无垠的宇宙中，宇航员们需要面对诸多生存挑战，其中之一便是氧气的获取。在太空中，没有大气层提供氧气，因此宇航员必须依靠携带的设备来维持呼吸。以下是一些宇航员在太空中获取氧气的技巧和秘籍。
自给式生命保障系统（ELSS）
宇航员在太空中的生命保障系统（ELSS）是获取氧气的主要途径。ELSS包括氧气生成系统、氧气储存系统、二氧化碳去除系统和生命维持系统。
氧气生成系统
- 电解水：最常用的方法是电解水，通过将水（H₂O）分解成氢气（H₂）和氧气（O₂）。这个过程需要使用电力，因此太空船上的太阳能板或核能发电系统为电解提供能量。
2H₂O → 2H₂ + O₂
- 化学氧气发生器：另一种方法是使用化学氧气发生器，如过氧化钠（Na₂O₂）与二氧化碳（CO₂）反应生成氧气和碳酸钠（Na₂CO₃）。
2Na₂O₂ + 2CO₂ → 2Na₂CO₃ + O₂
氧气储存系统
生成的氧气需要储存起来，通常使用高压气瓶或液态氧储存装置。液态氧需要在极低温度下储存，因此需要特殊的冷却设备。
太空船内部循环系统
太空船内部有一个封闭的循环系统，负责将宇航员呼出的二氧化碳转化为氧气。这个过程通常通过化学吸收剂或生物过滤器来完成。
化学吸收剂
化学吸收剂，如锂氢氧化物（LiOH），可以吸收宇航员呼出的二氧化碳，同时释放出氧气。
2LiOH + CO₂ → Li₂CO₃ + H₂O
生物过滤器
生物过滤器使用植物或微生物来吸收二氧化碳，并释放氧气。这种系统在太空中较为少见，但未来可能会得到应用。
太空行走时的氧气供应
在太空行走时，宇航员需要额外的氧气供应。他们通常携带便携式生命保障系统（PLSS），这是一个独立的氧气供应单元，可以连接到宇航服上。
PLSS的工作原理
PLSS通常使用化学氧气发生器来提供氧气，同时也有储气罐储存额外的氧气。宇航员可以通过调节流量控制阀来调节氧气供应。
结论
太空探险家在太空中获取氧气是一个复杂的过程，涉及多种技术和设备。通过自给式生命保障系统、太空船内部循环系统和便携式生命保障系统，宇航员能够在太空中安全地呼吸。这些技术和设备的发展，不仅为宇航员提供了生存保障，也为未来深空探索奠定了基础。