如果說(shuō)這個(gè)世界上有什么是人生存所必須卻又不要錢(qián)的，那一定就是氧氣了。

在地球表面，氧氣隨處都是，再加上它無(wú)色又無(wú)味，所以我們經(jīng)常忽視了它的存在。而就是這不被我們所重視的氧氣，在太空中卻是極難尋得，太空是近乎于真空的，在那里不僅沒(méi)有可供人類呼吸的氧氣，也沒(méi)有任何其它氣體。既然如此，一刻也不能停止呼吸的人類又是如何在太空安家的呢？空間站已經(jīng)運(yùn)行了幾十年，為什么其中的氧氣還沒(méi)有耗盡呢？真空環(huán)境對(duì)于人來(lái)說(shuō)是十分危險(xiǎn)的，這不僅是因?yàn)樵谡婵窄h(huán)境下無(wú)法呼吸，還因?yàn)樵谡婵窄h(huán)境下，人的血液可能會(huì)沸騰蒸發(fā)。為什么呢？因?yàn)橐后w的沸點(diǎn)與周圍的氣壓密切相關(guān)。

在絕對(duì)真空的環(huán)境下，水的沸點(diǎn)接近于0℃，雖然太空并不是絕對(duì)真空的，但水的沸點(diǎn)也不會(huì)超過(guò)10℃，所以人體暴露于真空環(huán)境之下會(huì)發(fā)生什么就顯而易見(jiàn)了。

所以人類要想前往太空，首先要解決的一個(gè)問(wèn)題就是空氣。要前往太空就必須要使用化學(xué)動(dòng)力火箭，而化學(xué)動(dòng)力火箭的有效載荷是非常有限的，任何一點(diǎn)重量的增加都會(huì)導(dǎo)致發(fā)射成本的大幅提升，所以最早的航天探測(cè)器攜帶的都是純氧。地球表面的空氣是由多種氣體所組成的，其中有氮?dú)狻?typo data-origin="氬氣" ignoretag="true">氬氣、二氧化碳以及水蒸氣等等，而人呼吸所需要的只是氧氣，所以出于節(jié)約運(yùn)輸空間和減少運(yùn)輸重量的目的，航天器就都成為了低壓純氧環(huán)境。

純氧環(huán)境是十分危險(xiǎn)的，所以事故也就如期而至，在20世紀(jì)60年代，美國(guó)和蘇聯(lián)都曾經(jīng)先后出現(xiàn)過(guò)純氧測(cè)試艙著火的事故，并有數(shù)名宇航員因此而犧牲，所以之后只得降低了氧氣的比例。

在后來(lái)的國(guó)際空間站中，空氣的組成成分已經(jīng)和地球表面差不多了。那么問(wèn)題來(lái)了，氧氣的比例降低之后，所占用的空間和重量就大幅增加了，難道國(guó)際空間站中的空氣都是從地球運(yùn)上來(lái)的嗎？當(dāng)然不是，如果是這樣那可就太貴了。平均來(lái)講，向太空中運(yùn)送一公斤的物資大概需要5萬(wàn)美元的成本，而一個(gè)人每天所需的氧氣約為600升，而宇航員在空間站中一住就是幾個(gè)月，靠運(yùn)輸送氧，那成本可太高了。

事實(shí)上空間站中的氧氣主要是依靠電解水來(lái)提供的。

電解水是個(gè)非常簡(jiǎn)單的化學(xué)反應(yīng)，只需要用到電和水，而電可以通過(guò)空間站上的太陽(yáng)能電池板提供。電解水制造氧氣的效率是非常高的，1升水在電解之后就可以得到超過(guò)600升的氧氣，也就是說(shuō)1升水就可以滿足一個(gè)人一天的氧氣需求。那么問(wèn)題來(lái)了，電解水所需要的水從何而來(lái)呢？水是可以循環(huán)利用的。電解水除了能夠生成氧氣以外，還能夠生成氫氣，而人呼吸會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，將氫氣與二氧化碳相結(jié)合就能夠再次還原為水和甲烷。

在空間站中，水的消耗是非常少的，因?yàn)椴粌H是電解水的過(guò)程，其它方面的用水，甚至是飲用水都是能夠循環(huán)利用的。

喝進(jìn)去的水還能夠循環(huán)利用？是的。一位美國(guó)宇航員曾經(jīng)說(shuō)過(guò)一句名言，至今仍在宇航員中廣泛流傳，這句話是：“今天的咖啡就是明天的咖啡”。在空間站中由于水資源極其寶貴，所以即便是尿液，也會(huì)經(jīng)過(guò)強(qiáng)大的過(guò)濾系統(tǒng)還原為可以繼續(xù)飲用的水。不過(guò)雖然空間站中的空氣循環(huán)系統(tǒng)和水循環(huán)系統(tǒng)都極其強(qiáng)大，但也不能夠做到百分之一百循環(huán)利用，所以偶爾還是需要補(bǔ)給飛船來(lái)運(yùn)送一些氧氣和水源的，當(dāng)然還有空間站中不能自給自足的食物。

宇航員也不會(huì)永遠(yuǎn)呆在空間站里，有時(shí)候他們需要出艙執(zhí)行任務(wù)，而太空出艙與潛水是不同的。

潛水時(shí)只需要一個(gè)氧氣瓶來(lái)提供呼吸所需的氧氣，但是太空出艙不僅需要用于呼吸的氧氣，還需要充入氧氣給宇航服內(nèi)加壓，因?yàn)槿梭w是不能暴露于真空之中的。那么為什么宇航服內(nèi)充入的是氧氣，而不是空氣了呢？因?yàn)榈蛪杭冄醐h(huán)境是目前宇航服內(nèi)的最理想環(huán)境。宇航員出艙是要執(zhí)行任務(wù)的，而太空是近乎于真空的，如果宇航服內(nèi)的壓力過(guò)高，就會(huì)導(dǎo)致宇航服過(guò)度膨脹，這樣一來(lái)宇航員就變成了個(gè)氣球人，無(wú)法自由活動(dòng)了。而且宇航服內(nèi)的環(huán)境不像空間站里那樣復(fù)雜，所以不會(huì)因純氧環(huán)境而造成危險(xiǎn)。