Gleich drei lebenswichtige Faktoren müssen die Besatzungen von U-Booten hinsichtlich der sie an Bord umgebenden Luft permanent im Blick behalten: Erstens muss verbrauchter Sauerstoff umgehend ersetzt werden, damit sein Anteil in der Atemluft nicht unter einen kritischen Wert sinkt. Zweitens darf der Anteil an giftigem Kohlendioxid (CO₂), der sich durch die von der Besatzung ausgeatmete Luft im geschlossenen Raum des U-Boots erhöht, nur geringfügig ansteigen. Und drittens muss die ausgeatmete Feuchtigkeit entfernt werden.
Noch im Zweiten Weltkrieg konnten U-Boote nicht tagelang unter Wasser bleiben, sondern nur für einige Stunden. Ihre Dieselmotoren brauchten ebenso Luft wie die Besatzung, weshalb die Boote zum Luftholen oft auftauchen mussten. Eine deutliche Verbesserung brachten dann die ersten Schnorchel: Durch die hohlen, ausfahrbaren Metallstangen konnte Abgas ausgeblasen und Luft für Mensch und Maschine angesaugt werden – während das U-Boot unter der Wasseroberfläche blieb und zumindest optisch nur schwer zu entdecken war.
Moderne U-Boote dagegen können heute wochenlang abtauchen, weil sie weitgehend unabhängig von der Außenluft sind. Sie haben eine Anlage an Bord, die den benötigten Sauerstoff selbst erzeugen kann. Das geschieht durch die Elektrolyse von Meerwasser. Hierbei wird elektrischer Strom durch das Wasser geleitet, um es in seine Bestandteile zu zerlegen, also in Wasserstoff und Sauerstoff. Falls das System einmal ausfällt, lässt sich die Sauerstoffkonzentration an Bord schnell erhöhen, weil die U-Boote meist mehrere Sauerstofftanks besitzen. Überschüssiges CO₂ kann vorübergehend in Filtern gebunden werden.
Die Kohlendioxid absorbierenden Chemikalien riechen allerdings oft recht unangenehm. Hinzu kommen in den engen Räumlichkeiten an Bord eines U-Bootes häufig noch Gerüche von Essen, Hydrauliköl und anderen Ausdünstungen. Viele Besatzungsmitglieder wünschen sich deshalb immer wieder eines: frische Luft.
