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所以宇航员出舱前需要吸取纯氧将体内氮气排

信息来源:上为科技 | 发布日期:2019-11-26 03:00 | 浏览量:

  吃饭、喝水对於生活在地球上的人来说,是一件再平常不过的事了,但在失重环境下的太空生活,宇航员的饮食就变得十分复杂而且特别奇妙。可以说,宇航员的营养需求、食品制备、供给和他们的进食方式等都有一定的特殊性,与他们在地面生活的饮食有着很大的不同。

  中国国防报10月14日报导,航太食品从本质上讲与地面普通食品是一样的,都是为人体提供能量和营养。但为了节省飞船的空间和发射时的有效载荷,宇航员携带的航太食品应尽可能重量轻、体积小。如营养好的干化饼乾和干化香肠,吃时用水泡一下,即可恢复到与新鲜食品相近的味道。航太食品除了要能经受住航太特殊环境因素的影响,如冲击、振动、加速度等的考验而不失效外,还必须针对宇航员在失重条件下生理改变的指数对膳食的营养素作适当调整,如肌肉萎缩就要求食品必须提供充足的优质蛋白质;骨质丢失则要求食品提供充足的钙以及适宜的钙磷比例和维生素等。

  宇航员在航太飞行活动中如何进食,对他们来说是一个不小的考验。在失重条件下,一杯盛满水的杯子朝下朝上放都一样,杯子的水不会自动飘浮或洒落出来,如果放在桌子上,杯子会连同水一起飞起来。所以说,宇航员在地面上原有的吃饭、喝水习惯到了太空就完全不能适用了。一般来讲,各种食物、零件、用具等都是固定好了的。宇航员从食品柜拿出食品后,要把装食品的复合塑胶膜袋剪开一个小口,把叉子和筷子伸进口袋叉着往嘴送。为了防止食品碎屑到处飘飞,影响宇航员或设备的正常工作,这种食品往往都用小包装,制成与口大小相近的方块、长方块或小球状的“一口吃”食品,吃时不必再切开。如果宇航员要喝水,吃汤、羹、汁、果酱时,直接从塑胶口袋或牙膏状的软铝管,一点一点往嘴挤就可以了。

  随着火箭技术的发展,宇航员从地面带去的食品可以丰富些了。如食品或半食品的带汁火鸡、牛肉等,它们的水分含量和地面吃的正常食品相同。现在,宇航员们在太空舱已经可以使用微波加热器来烘烤食物了。这种微波加热器与地面上使用的加热器有所不同。它上面有一些特制的凹进去的小格。为了防止加热时食物飘浮起来,需要加热的食物都必须固定在这些小格内,插上电源后,一会儿就可以将食物加热到可口的程度。有了它,宇航员们就可以品尝到热烘烘、香喷喷的红烧牛肉、炒蛋、猪排等食物了,其口感与在地面没有多大区别。

  人们对於服装的认识往往只局限於其蔽体、保暖、喂料机美观、大方等特点,可是当人类进入太空就会发现,航太服的作用早已超出了传统范畴。因为,太空接近真空的压力环境、的温度环境,缺乏生命所需的氧气,空间陨尘、空间碎片和空间辐射的威胁等,都需要航太服为宇航员在太空的生活和工作,提供一个良好的防护和保障系统。

  航太服按功能可分为舱内航太服和舱外航太服。舱内航太服用於飞船座舱发生泄漏、压力突然降低时,宇航员及时穿上它,接通舱内与之配套的供氧、供气系统,服装内就会立即充压供气,并能提供一定的温度保障和通信功能,保证宇航员在飞船发生故障时能够安全返回。而舱外航太服则更为复杂。它是宇航员出舱进入开放的宇宙空间进行活动的保障和支持系统。它不仅需要具备独立的生命保障和工作能力,包括热环境的防护和人体平衡控制、氧气供应和压力控制、服内微环境的通风净化、测控与通信系统、电源系统以及宇航员视觉防护与保障,而且还需具有良好活动性能的关节系统以及在主要系统故障情况下的应急供氧系统。

  舱外航太服结构上由微流量防护层(外罩)、真空隔热遮罩层、气密限制层、通风结构和液冷服等组成,犹如一个独立的生命保障系统。一套舱外航太服系统通常比一个健硕的人还要重许多。它的价格自然也不菲,目前研制生产一件舱外航太服要花费上千万美元。

  谈到航太服,不能不讲一下“太空喷气背包”。这种背包高约1。25米,宽约830毫米,总重150公斤,内装12公斤液氮,共有24个喷嘴。它像一把没有坐位的椅子,安在宇航员的背上。宇航员可以透过扶手上的开关控制24个微型喷嘴,喷射出背包的压缩氮气,从而形成各个方向大小不同的反推力,实现不同方向的移动。有了这种喷气背包,宇航员就能在茫茫太空中随心所欲地翻筋斗、旋转,向上、向下、向前、向后地自由移动了。

  宇宙环境是极为恶劣的,对人体有害的主要因素是高真空、高缺氧、宇宙辐射、温度差异等。在这样的环境中宇航员是无法生存和工作的。於是,科学家研制出了一种与外界隔绝的密闭环境座舱用来保护宇航员。

  供宇航员居住、生活和工作的密闭舱是宇宙飞船上的一个主要部分,是保证宇航员身体健康的环境控制与生命保障系统。生命保障系统为重要的是供水系统。它的主要任务是供给宇航员生活用水和饮食用水。密闭舱是一个狭小的环境,必须对不断产生的污染物加以净化,以维持舱内空气新鲜,保证宇航员的身体健康。

  由於失重飘浮,宇航员行动起来不像在地面上那样自如,坐立不稳摇摇晃晃,稍一抬头仰身就有可能来个大翻身,弯腰时又可能翻筋斗,所以一切动作都得小心翼翼。航太飞行中,睡袋一般固定在飞船内的舱壁上。在失重时分不清上和下,站着躺着睡都一样,所以宇航员既可以靠着天花板睡,又可以笔直地站着靠壁睡,只要他高兴。为了防止无意中触及开关,他们睡觉时必须把双手束在胸前。

  宇宙空间中的睡觉姿势很特殊,失重时,身体完全放松会自然形成一种弓状姿势。在空间轨道站上,宇航员已可享受分隔式卧室和床,但他们在睡觉时必须把自己捆在床上,以免翻身时因失重而飘离。

  另外,在宇宙中航行的宇航员和地球上的人一样,也需要有个人清洁卫生的处理,如刷牙、洗脸、洗澡、大小便等等,但这一切都需要有特殊的设施和技巧。比如在失重时刷牙,牙膏泡沫很容易飘浮起来,水珠在舱内飞飘,会影响人的健康和仪器正常运转。为防止这个问题,美国采用一种特制的橡皮糖,让宇航员充分咀嚼以代替刷牙,达到清洁牙齿的目的。宇航员洗澡时,需要将耳朵塞上,带上护目镜,就像潜水员一样。当人进入浴室,还要穿上固定的拖鞋,这样就不会飘浮起来了。美国“奋进”号穿梭机上装备有一种太空马桶,造价高达2340万美元。这种马桶可贮存处理更多粪便,有独立的尿液分离器,可将尿和粪便分开处理。马桶上的气流导引装置,解决了失重条件下人体排泄的困难。

  1965年3月18日,苏联宇航员列昂诺夫离开“上升”2号飞船密闭舱,系着安全带次到茫茫太空中行走,开创了人类太空行走的先例。然而太空行走与人们在地面上的行走不能相提并论,其困难程度是常人难以想像的,需要诸多的特殊技术保障措施。

  由於太空处於真空状态,没有大气层的保护,温度变化也很大,太阳照射时温度可高於100℃,喂料机无阳光时温度可低於-200℃,同时还存在着能伤害人体的各种辐射和微流星体,因此在太空行走时,必须身穿特制航太服。同时,由於宇宙飞船、空间站、穿梭机这些载人航太器密闭舱内的人造气压、空气组成基本与地面相同,故人体内吸有一定量的氮气,而航太服内的气压较低,仅为大气压的27.5%,宇航员如果猛然出舱,遇到低的气压后血液供应会较差,溶解在脂肪组织中的氮气游离出来却不能透过血液带到肺部排出而形成气泡,因此可能造成气栓堵塞血管,引发严重疾病。出,以免隐患。

  在太空行走的宇航员围绕地球高速运行时,在广袤的空间中没有参照物,无法分清物体的远近大小、速度快慢,如无保险措施,就可能会丢失在茫茫太空中而成为人体卫星。再加上载人航太器和自己都在运动,宇航员有时会被搞得晕头转向,亦有可能出现危险,所以太空行走需要采取保险措施身系安全带。安全带犹如婴儿的脐带将宇航员与航太器连接起来,以防宇航员在太空中走失。

  1984年2月7日,美国的“挑战者”号穿梭机在进行1次飞行时,宇航员布鲁斯·麦坎德里斯穿着一种带助推装置的航太服,首次在不系安全带的情况下在太空中自由行走了95分钟,喂料机捕获了已经停止工作的“太阳峰年”号人造卫星,并对其进行修理,排除故障后又将其重新送回轨道。布鲁斯完成了穿梭机首次捕获卫星的任务。这次太空行走也为人类在太空中的活动开创了新的天地。但为了保险起见,现在宇航员仍被要求系安全带。万一宇航员不能自己走回穿梭机,可以用牵引缆索把他拉回来。

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