地球有一个浓密的大气层，大气的主要成分有氮气、氧气，以及少量的二氧化碳等气体气体，其中氮气占比达到78.1%，氧气占比大约为20.9%，也就是说，地球大气中氧气大约占了2.1成。随着海拔不断上升，空气密度越来越低，大气中含氧量也会逐渐下降，当进入到外太空时，空气密度极低，可以视为接近真空状态，所以航天员在进入外太空时，需要乘坐飞船，以及穿着航天服。
在自然状态下，植物可以通过光合作用的方式将二氧化碳转化为氧气，所以原则上在地球只要有植物，有太阳光照射，就会有源源不断的氧气生成。除此之外，我们也可以人工制备氧气，如之前美国的毅力号火星车在火星表面就成功制造出了首份氧气，是直接将火星大气中的二氧化碳转化为氧气，这个过程有点类似绿色植物的光合作用。不过，毅力号火星车在火星制备的第一份氧气只有5.4克，只能满足航天员健康呼吸10分钟。这一项技术已经证明在火星将大气中二氧化碳转化为氧气是可行的，对于未来人类载人登陆火星来说，是一个好消息，因为未来宇航员的火星之旅时间会比较长，不可能从地球运输这么多氧气前往火星，在技术、成本等方面都不具有可行性。
除了将二氧化碳转化为氧气外，科学家还发现月壤也是可以制备氧气的，在日前举行的工程科技论坛：深空探索科学技术与应用大会上，科学家介绍了我国月壤制氧技术的最新进展，未来在月球上面可以采用熔融电解法将月壤或者岩石加热到1600℃-2500℃熔融后进行通电电解，氧气就会从熔体中以气泡形式释放出来。这一个方法制氧的效率非常高，100千克月球样品就能够制备20-30千克氧气。
空间站的氧气从哪里来？
在地球表面植物可以源源不断制造氧气，在火星大气中二氧化碳含量比较高，也可以制造大量氧气，在月球表面到处都是月壤、月岩，理论上也是可以源源不断制造氧气。在制氧技术成熟的情况下，我们未来在火星、月球应该是可以实现“氧气自由”的。而在太空中飞行的空间站的情况就不同了，一是没有绿色植物能够进行光合作用，而是没有月壤能够制造氧气，空间站的氧气到底是从哪里来的？
目前在外太空飞行的空间站有我们国家的空间站和国际空间站，在前段时间神舟十三号飞船成功与空间站完成对接，我国3名航天员顺利进入了空间站内，至今他们已经在空间站内生活、工作了一段时间。按照计划，这3名航天员将在外太空飞行6个月后返回地球。3名航天员每天需要消耗1650升氧气，飞行6个月也就是需要近30万升氧气。这么多氧气，到底是从哪里来的？
如果是短期的飞行任务，如飞行三五天就返回地球，那飞船可以直接携带氧气瓶解决航天员呼吸的需要。但是航天员在空间站内生活几个月，所需氧气就非常多，飞船显然是搭载不了这么多氧气的。一方面是30万升氧气所需的空间实在是太大，飞船本身的尺寸是有限的，搭载不了太多氧气。另一方面，运输这么多氧气前往空间站的成本也非常高。不过，这难不倒科学家们，因为除了光合作用制造氧气、二氧化碳转化为氧气、月壤制造氧气外，其实分解水就可以得到氧气、氢气。
从理论上来说，1升水就可以分解出620升的氧气，这已经完全能够满足1名航天员呼吸一天所需氧气的量。这些水是直接由天舟货运飞船送上空间站的，运输1升水到空间站的难度远比运输620升氧气小得多，也更加安全。因为运输氧气罐前往空间站其实也是一件非常危险的事情。
由于空间站是封闭的空间，不仅会有氧气，还有航天员呼出的二氧化碳，在外太空处于失重状态，航天员呼出的二氧化碳不会自然下沉，而是堆积在航天员的口鼻附近，可能会导致航天员缺氧窒息。所以在空间站内制造了氧气还不算解决了航天员呼吸的问题，还需要通过气流循环的方式让空间站内的空气流动起来。看起来很简单的呼吸问题，需要解决的技术难题其实是非常多的。一个就是分解水需要消耗大量能量，空间站的能量来源于太阳能电池板发电，另一个是需要实时解决空间站内各种气体的占比问题，氧气含量不能太高或太低，二氧化碳浓度也不能太高。如果氧气含量过低，航天员可能会出现缺氧问题，如果氧气含量过高，只要空间站的某些元器件出现了一丁点火花，就有可能发生事故。
总结：3名航天员飞行6个月，大约需要消耗30万升氧气，这么多氧气并不是从地球直接运输氧气罐上去的，而是通过电解水的方式得到氧气。
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