太空人在太空中如何呼吸？

工程師必須想出一些特殊的方法在太空真空中製造氧氣。以下是太空人在太空中的呼吸方式。

如何在太空中呼吸

1997年，國際太空站的前身和平號太空站發生火災。罪魁禍首是太空船的氧氣發生器，它燃燒固體高氯酸鋰圓柱體來產生可呼吸的大氣。橡膠手套的材料可能是在組裝過程中留在發電機內部的，在機器啟動時起火，火勢持續了大約 14 分鐘才完全撲滅。

儘管機組人員沒有受傷，但這起事故凸顯了為太空人在軌道運行期間持續供應氧氣的困難和安全風險。與機載水過濾系統類似，自 20 世紀 60 年代太空競賽開始以來，製造這種救生供水的設備已經有了顯著的發展。

煙霧與米爾

阿波羅計劃，包括 1969 年首次將人類送上月球的任務，使用環境控制單元 (ECU) 來維持指令艙內的純氧環境。 ECU 配備氫氧化鋰和活性碳濾芯，可過濾太空人呼吸中的二氧化碳並吸收氣味。它還可以產生水並維持艙內溫度，最多可容納三名太空人在太空中生存 14 天。

和平號太空站於 1986 年發射，專為長期太空任務而設計，透過化學反應產生氧氣。發電機點燃大型氣霧槽大小的過氯酸鋰氣瓶，燃燒時會釋放氧氣。一根這樣的「氧氣蠟燭」可以為機組人員提供一天所需的呼吸空氣，但該系統在橡膠手套事件中暴露了它的弱點。

那次事故之後，航空工程師不再使用化學反應在太空中製造氧氣。國際太空站於 21 世紀初取代了和平號太空站，並配備了基於電解的更安全的電子控制單元 (ECU)，該電子控制單元使用發電機透過質子交換膜將水分子分解為氧氣和氫氣。這一過程中產生的氧氣被釋放到大氣中，而氫氣則與機組人員呼出的二氧化碳結合，產生飲用水和甲烷。目前，甲烷已從太空站排出，但未來某一天它可能對太空站上的生物生產過程有用。國際太空站也攜帶一個和平號模型來備用產生氧氣。

背包生活

為太空人在太空船內提供氧氣是一回事。當他們離開太空船進行太空行走（測試設備、進行實驗或進行外部維修）時這樣做是另一種。

為太空行走設計的現代太空服，也稱為艙外機動裝置（EMU），配備了裝有各種生命維持系統的背包。除其他功能外，它還為太空人的頭盔提供氧氣，同時過濾掉二氧化碳。這些防護服還能保護他們的身體免受他們所進入的真空環境中可能危及生命的力量的傷害。

甚至在進入 EMU 之前，太空人就要在壓縮空氣艙內呼吸數小時的純氧，以盡量減少昏迷的可能性。根據前太空人 Mike Mullane 介紹，指令艙的氣壓保持在每平方英吋 14.7 磅 (psi)，與地球海平面的氣壓差不多，但太空衣內的壓力只有 5 psi。太空人在太空行走前必須「預先呼吸」純氧，以去除體內的氮氣，並防止血液中形成氣泡（壓縮空氣病的病因）。否則，過量的氮氣泡會阻塞血管並造成組織損傷，導致關節疼痛、頭痛、肌肉無力、癱瘓、疲勞和精神錯亂等症狀。

或許，沒有太空衣的後果最能體現太空衣的重要性。太空人會因缺氧而立即昏迷，而真空會導致他們的血液和體液（在地球大氣條件下形成）凍結、沸騰和破裂。

宇宙的條件將呼吸這樣簡單的行為變成了複雜的、可能致命的挑戰。幸運的是，這並不是科學無法解決的問題。