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航天領域對特種氣體（特氣）的需求嚴苛且多樣，這些氣體在保障航天器運行、宇航員安全及任務成功中扮演著不可替代的角色。以下是航天領域主要特氣需求及其應用場景：

一、火箭推進與燃料系統

1. 氫氣與氧氣：作為火箭推進劑的核心組合，液氫與液氧通過化學反應產生巨大推力，推動航天器升空。其高比沖特性是深空探索的關鍵。

2. 氦氣：用于火箭發動機冷卻系統，防止高溫部件損壞；同時作為增壓氣體，推動燃料進入燃燒室，確保噴射效率。

3. 氮氣：在火箭燃料加注與貯箱增壓中發揮重要作用，通過高壓氮氣吹除、置換系統內的雜質或殘留推進劑，保障安全性。

二、生命支持與環境控制

1. 氧氣：空間站及載人航天器通過電解水（水電解為氫氣和氧氣）實現氧氣再生，維持宇航員呼吸。國際空間站依賴此技術，并結合備用固體燃料產氧系統應對突發故障。

2. 氮氣與惰性氣體：用于調節艙內氣壓，模擬地球大氣成分（如氮氧混合），防止純氧環境引發火災風險。氦氣、氖氣等惰性氣體亦用于環境控制系統，確保穩定氣壓與濕度。

三、制造、維護與檢測

1. 氦氣：在航天器制造中用于氣密性檢測，通過氦質譜檢漏技術識別微小泄漏，保障燃料系統與艙體的密封性。

2. 氬氣：作為焊接保護氣，在航天器金屬構件焊接時隔絕氧氣，防止氧化，確保結構強度與可靠性。

3. 氮氣：在電子設備制造中作為冷卻介質，維持高功率組件穩定運行；在儀器艙滅火系統中，氮氣亦用于抑制火源。

四、特殊任務需求

1. 激光與光學系統：氦氖混合氣用于激光器，支持航天器的精確測距與通信設備。

2. 低溫超導技術：液氦用于冷卻超導磁體，在粒子加速器等科研設備中創造極端低溫環境。

技術挑戰與未來趨勢：

航天特氣需滿足高純度、極端環境耐受性等要求。中國正通過BOG提氦技術提升氦氣自給率，并布局商業航天特氣項目，以減少對外依賴。同時，空間站水循環與廢物利用技術（如尿液電解產氧）正逐步優化，為長期太空駐留及深空探索奠定基礎。

特種氣體是航天技術的重要基石，其供應保障與技術創新將持續推動人類向更遠的宇宙進發。