太空站中，宇航員呼吸的空氣來自哪裡，如何循環？

太空站中，宇航員呼吸的空氣來自哪裡，如何循環？

基本上各個太空站保有跟地表幾乎一樣的空氣成分和標準氣壓，最標準的就是國際空間站。

但也有例外，比如1973年美國的天空實驗室是75%的氧氣，氮氣有25%。

這些都是靠壓縮氣瓶帶上去的，空間站進入太空後，打開氣瓶充氣。。。因為氧氣實在太重要，所以國際空間站也一直保證充足的氣瓶儲備

國際空間站上的儲備氣瓶

但人類畢竟在不斷消耗氧氣，且產生垃圾氣體：二氧化碳，屁味的氨氣/硫化氫等；國際空間站有大量器件和儀器在工作，它們也會不可避免產生有害氣體，所以肯定需要系統去維持。

這個就是 Environmental Control and Life Support System (ECLSS) ，環境控制與生命保障系統。國際空間站一等一重要的系統。

有益氣體：比如氧氣，主要通過電解水（能源來自太陽能電池板）來產生；空氣中不斷積累的水蒸氣會被重新收集。

這玩意兒就是電解水的儀器之一。

中性氣體：比如呼吸產生的二氧化碳，與氫氣發生化學反應，生成水和甲烷。甲烷和過多的二氧化碳直接排出去，水可以繼續用來電解。

有害氣體：比如屁（氨氣等），儀器工作的垃圾氣體，徹底濾除；

但儘管如此，還需要定期補充，畢竟不能實現100%循環利用。

其實在載人航天的起步階段，犯了一個很慘痛的錯誤，就是飛船艙里用純氧供宇航員呼吸，畢竟用純氧可以攜帶更多供宇航員呼吸時間更久而且方便進入艙外活動（從艙內的高壓環境進入到艙外航天服的低壓環境內，人體中氮氣會飽和，會發生醫學上的減壓病，通過艙外行走前呼吸純氧排除氮氣降低減壓病發生，如果艙內也是低壓純氧則不用進行這一步驟），代價就是1961年3月，前蘇聯的模擬宇宙飛船在地面試驗時，發生火災宇航員被火火燒死，同樣是1967年阿波羅1號在地面測試時，由於艙內攜帶的是純氧，電纜產生火花引發了火災，三名宇航員精英被火燒死。

註：加二氧化碳刺激中樞神經。

那三名宇航員的其中一位曾經這樣說過：人類在航天事業前進的道路上終會有人犧牲的，但沒有犧牲哪裡來的前進（大意）

也就是因為這些慘痛事故，蘇聯的宇宙飛船內部呼吸的空氣從純氧變為氧氣/氮氣氣體的混合空氣，阿波羅飛船改為初期氮氧混合氣體方案，包括後來的禮炮系列/和平號空間站，美國的天空實驗室、國際空間站，都是呼吸的混合氣體。

首先擁有或擁有過空間站的國家：蘇聯／俄羅斯禮炮系列、和平號空間站，國際空間站（俄美等國聯合研製），美國 天空實驗室和國際空間站，中國的天宮，經過長時間改進發展太空站，太空站都裝備了相對完善的生命保障系統提供空氣，主要有：

1 氧氣瓶攜帶氧氣，例如美國的天空實驗室，純氧

2固體氧氣發生器，用鹼金屬過氧化合物等化學物質釋放氧氣，同時吸收排放的二氧化碳（國際空間站由於偶爾會發生太陽能電池板故障，無法給電解水提供足夠能源，會採用這種方式供氧）

例如當年和平號空間站上面就裝備了高氯酸鋰制氧 設備

3 電解水，通過吸收站內空氣中的水蒸氣、宇航員尿液汗液等，進行電解產生氧氣

美國的天空實驗室、中國的天宮一號太空站，和平號空間站早期，都有採用電解水制氧，氫氣可以進行回收參與燃料電池工作，化學反應生電並且生成水。

但是電解氧也存在幾個問題：制氧效率、電能源消耗、電解水的來源補充、電解得到的氧氣只是常壓氧氣。

如何進行循環：

有空氣過濾系統，對於二氧化碳，則直接採取化學物質過濾，對於部分有害氣體則直接過濾排放

原答是拿手機打的，格式不好看，還有錯別字。回家用電腦重新編輯了一下。順便點一下樓主的題：宇航員呼吸的空氣都來自太空站發射時攜帶的補給及後續由貨運飛船運送的補給。同時很遺憾的是，空間站，載人飛船，太空梭……目前所有載人航天器里的「空氣」都是地面運上去，一次性消耗的。化學再生、生物再生等技術都有人提出過，但目前都未有過應用。反而核潛艇上由於動力充足，空間相對較大，所以電解水制氧和化學制氧（用過氧化物）設備都有配備。以上

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這問題屬於航天器生命保障系統（LSS）的範疇。載人航天器艙內大氣環境的營造實際上需要解決三個問題。一是氧氣的補充，二是艙內大氣壓力的維持，三是人員呼吸所產二氧化碳的去除。

本題涉及的其實就是上述前兩個問題。載人航天器上，航天員均生活在氣密艙里。但是這個氣密並不是絕對的一點都不泄露，各種開口和管路電纜穿艙孔多少會漏一點氣，導致艙內氣壓下降。如果不補氣，艙內壓力無法維持。目前補氣的技術路線有兩條。一是美國採用的攜帶液氮上天，液氮瓶中有電加熱器，需要補氣時給液氮加熱，產生氮氣補氣。二是蘇俄採用的高壓氮氣瓶通過減壓裝置補氣。

艙內補氮的同時，也需要同步補充氧氣，以維持艙內大氣中的氧濃度。補氧方法跟補氮類似，美國習慣用液氧，蘇俄習慣用高壓氧氣瓶。

這裡還涉及一個事情，就是艙內壓力制度。歷史上曾出現過兩種，一是2/3（這個數據記得不確切了，總之差不多，不影響理解）純氧艙，即艙內氣壓是海平面大氣壓的三分之二，用純氧維持壓力。另一種是一個大氣壓的氧氮混合氣艙，混合比類似空氣或氧氣濃度高於空氣。其中前一種因為阿波羅飛船的那次事故（就是其它答案里提到的那次），遭到了淘汰。

順便說一下二氧化碳的去除。由於載人艙是密封的，無法通風，所以宇航員呼吸產生的二氧化碳將在艙內積聚，二氧化碳濃度將升高，引起二氧化碳中毒。因此生保系統還得把二氧化碳去除掉。在這方面，美蘇做法大同小異，都是採用的化學固定方法，只不過一家用的藥劑是氫氧化鉀，另一家是氫氧化鋰。

總之，從原理上來說，載人航天器艙內大氣環境的維持沒有想像中那麼高大上，甚至可以稱得上簡單粗暴。但是這並不意味著這些東西在工程實現方面也這麼簡單。再說，簡單即可靠，不是嗎？

TED有一個演講提到的觀點，只需要三種植物（散尾葵,虎尾蘭,綠蘿）就可以滿足一個人類生存所需要的所有空氣。
演講中提到這個方法是獲益於美國航空航天局的相關研究。所以科學家至少是考慮過通過種植來解決生存所需空氣的問題。但目前並沒有看到其他相關深入研究。

拋磚引玉，期待知友補充~