神舟二十一号航天员乘组自2025年10月31日升空以来,已在中国空间站完成两个月的在轨任务。按照计划,他们将于四个月后通过神舟二十二号飞船返回地球。此次任务调整源于此前神舟二十号飞船因空间微小颗粒撞击导致返回舱舷窗出现细微裂纹,原乘组已通过神舟二十一号提前返回,随后不载人的神舟二十二号被发射至空间站待命。
在长期太空驻留中,生命维持系统的可靠性至关重要。以三名航天员半年任务周期计算,约需30万升氧气,而中国空间站运行四年多来累计消耗氧气已达数百万升。与地面环境不同,空间站无法直接从大气中获取氧气,但通过创新的物资循环体系,始终未出现氧气短缺情况。这一成果得益于空间站采用的电解水制氧技术,该技术通过分解水分子中的氧原子生成氧气,同时产生的氢气还可作为能源储备。
货运飞船在物资保障中扮演核心角色。目前天舟系列货运飞船每八个月执行一次补给任务,未来将引入轻舟货运飞船和昊龙货运航天飞机形成多元化补给体系。这些飞船除运输推进剂、食品、衣物等物资外,还会携带大量水资源——约500升水即可满足三名航天员半年的氧气需求。相较于直接运输压缩氧气罐,水运输更具安全性与经济性,且可通过空间站水循环系统重复利用。
电解水制氧技术的成熟应用为深空探索奠定了基础。月球基地建设规划中,月壤中探测到的水资源将成为关键资源,通过就地取材电解制氧可大幅降低地球补给依赖。火星任务中,该技术同样具备可行性,其产生的氢气还可作为探测器燃料。国际空间站二十余年的运行经验与中国空间站的实践表明,闭环生命支持系统已成为载人航天不可或缺的技术支柱。
当前空间站的水循环系统已实现高度自动化,航天员日常产生的废水经净化处理后,部分用于电解制氧,部分转化为饮用水。这种物质循环模式不仅提升了资源利用率,更验证了太空长期驻留的技术可行性。随着航天运输能力的提升,未来月球基地可能配备更大规模的电解水装置,形成"采水-制氧-储能"的完整产业链。











