作业帮宇航员在太空生活有哪些与众不同?
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：物理作业 时间：2024/05/01 21:44:39
宇航员在太空生活有哪些与众不同?
宇航员的太空生活
由于人在太空的生活环境与地球表面的生活环境迥然不同,因此,在太空中的衣食住行与地面不同,会带来许多惊险和奇趣.但太空生活不仅仅是个供人谈论的奇趣问题,而是一个最基本的实践问题.
住--密封座舱
密封座舱是载人航天器上最基本的也是最根本的生命设施.太空中的强辐射,就像原子弹爆炸时的辐射一样,破坏人体细胞组织；高速飞行的微流星体撞击,能致人于死地；人体暴露在高度真空中,不仅仅是缺氧窒息的问题,而且可能体液沸腾、气化而迅速死亡.密封座舱的舱壁,可以防止辐射和微流星体对人的伤害,座舱中的空气可以使人不受真空的伤害.
密封座舱是人在太空的生活空间.为了使人舒适,能把温度调节在18℃～25℃之间,湿度控制在30％～70％之间,空气成分和压力一般与地面差不多.座舱中虽然可以用纯氧（美国早期的载人密封舱中为纯氧）,但容易引起火灾（美国"阿波罗4A"上的三名航天员,就是因纯氧座舱起火,在地面上演练时被烧死的）.还有补充氧和空气的设备,控制二氧化碳和其他有害气体的设备,空气流动设备,垃圾处理设备,以及吃、喝、拉、撒、睡需要的各种设备,当然还有食物和饮水供应,对长期载人飞行的密封座舱,还有水循环使用设备,文娱和体育锻炼设备.
衣--舱外活动航天服
人进入太空,免不了要走出密封座舱,这时的生命保障设施就是舱外活动航天服.不言而喻,舱外活动航天服应具备密封座舱的全部功能,而且还要增加太空行走和通信设备,那就是服装背部的喷气背包和通信背包.喷气背包可以向上下左右前后六个方向喷气,航天员靠喷气的反作用力移动位置.在太空真空中,没有空气传播声音,近在咫尺也要靠通讯背包通信."主要生命维持系统"背在背上,包括空气系统的重要部件,它循环流通宇航员的呼出物,排出二氧化碳,补充所需的氧气.太空服内的标准环境处于纯氧的0．29个大气压中；这种降低了的气压有两个目的：首先,它要考虑在几乎真空的空间宇航员应有充分的活动自由.第二,它减少了施加到服装上的压力.然而,由于气压降低了,宇航员穿上这身衣服时必须"预呼吸"纯氧.通过预呼吸减少溶解在他们身体组织中的氮的含量,而且当他们从穿梭机到置身于这套服装的低压环境中时,能够避免弯曲现象.
吃--太空食品
在航天器的密封舱中进食,既有情趣,又有危险.如果工作离不开,可把食物和饮料悬在空中,用嘴一口一口咬或吸食,而双手仍然可以做事情.但食物碎渣会到处飘飞,迷眼钻鼻,还会损坏仪器设备.因此,在早期的航天活动中,将航天食品做成糊状,装在软管中,食用时,像挤牙膏一样往嘴里挤.这种进食方法,由于见不到食物的色和形,也闻不到食物的香气,引不起航天员的食欲.现在的航天食物和进食方法,已与地面上差不多了.食物稍带黏性,可以粘在盘子中不飞走,而盘子可以固定在餐桌上.将来在火星上如何进食?恐怕另有情趣,也是需要研究的问题.
睡
在航天器的密封座舱中睡眠,特别方便,不管什么姿势,不管什么地方,都可以睡.但是,为了安全,应该钻进睡袋中,并将睡袋固定住,不然,到处飘飞,最后每个人都会挤在通风口,而当航天器加速或减速时,可能会被舱壁和仪器设备碰伤.还要带上眼罩和耳罩,以免快速交替的日夜节奏和仪器设备发出的声音影响睡眠.手臂要放进睡袋中,以免被卷进机器或碰着仪器设备的开关,同时是为了不给自己造成虚惊,因为在失重环境中,头和四肢有与躯体分离的感觉.曾有航天员在梦中把自己放在睡袋外边的手臂,当成向自己飘来的怪物,吓出一身冷汗.
将来在月球上长期生活,如何睡眠?在那里睡眠能不能达到休息的目的?睡多长时间才能达到休息的目的,还是个需要研究的问题.
卫生
在航天器上的个人卫生是件十分麻烦的事.如早晚刷牙,牙刷一动,泡沫就会飞溅起来.所以目前航天员用洁齿药清洁牙齿.必须用能吸收须渣的剃须刀剃须,以免须渣乱飞.为了不使洗脸水飘飞,一般只用湿毛巾擦脸.
在失重环境中洗澡更困难,为了不使水飘飞,要在一个封闭容器中进行,用压力将水从上方压出来,但水在出了喷管后,就会在空中乱飘,碰到人体就会附着在人体上,为了防止附着在口鼻上的水呛人和溺人,必须带防水和供氧罩.脏水要用水泵从下边抽出去,但附着在器壁上的水珠,需要用吸尘器才能收拾干净.因此,15分钟淋浴,需要两三小时的准备和收拾的时间.加上太空水比金子还贵,一般半个月以下的短期航天飞行,只能用湿毛巾擦身.将来在月球和火星基地上长期居住,如果水仍像太空那样珍贵,如何洗澡,则是需要解决的关键生活问题.
行
在航天器的密封座舱中行走,非常省力和方便,只要用身体的任何部位碰一下任何物体,反作用力也可把人推到任何位置上.用四肢划动空气,反作用力也会使人前进.
但在密封座舱外的宇宙空间行走,却是十分困难和惊险的事.首先,必须穿舱外活动航天服.其次,由于舱外活动航天服内的压力比密封座舱低,为了从舱内的高压到航天服的低压环境不致产生减压病,出舱前必须吸纯氧排氮.因为航天器密封座舱中使用与地面上同样的大气成分,除氧以外,主要是氮,被吸入人体的氮,不会被人体吸收,而是溶解在血液等体液中,当外界压力降低时,就会游离出来,形成气栓,堵塞血管,轻者使人头昏、胸闷、呕吐,重者使人丧生.因此,出舱活动前,必须吸纯氧,把氮气排出来.第三,走出座舱后,在空旷的太空中,没有任何东西作参照物,会分不清速度的快慢,物体的远近和大小,因而也就分不清方向.近在咫尺的小纸片,被当作远在天边的庞然大物.1984年2月,美国航天员麦坎德利斯和斯图尔特走出航天飞机座舱,进行太空行走,地面指挥人员要斯图尔特向航天飞机靠近,但他执行指令时,却是远离航天飞机而去.第四,太空行走是很累人的.法国航天员让·克雷蒂安1988年12月21日,在"和平"号舱外工作6小时后,累得筋疲力尽,在别人帮助下才进入座舱.最后,太空行走也难免发生意外.1965年3月18日,苏联航天员进行了世界上第一次太空行走后,返回"上升2"号座舱时,想把照相机先放进去,可是几次放进去,都被舱内的微弱气流推了出来,他只好用脚踩住照相机的背带,才没有再逃出.但他自己在进舱时,却被鼓鼓的舱外活动航天服卡在舱外,进不去.他冒险降低航天服的压力.第一次不成,再降低,还是不成,最后降到危险的极限0．25个大气压,才挤进过渡舱.
由于月球的重力比地球小,人在月球上双脚迈步行走,身体会被弹得老高,所以登月航天员的经验是,双脚并拢,像袋鼠一样地蹦跳更舒适.如果将来能到木星上去,习惯于地球重力的人类,那里的巨大重力恐怕会使人抬不起腿来的,那将怎样行走?
安全应急措施
运载火箭要求绝对可靠,但实际上不可避免地会有事故发生.因此,发射载人宇宙飞船的运载火箭,备有应急逃逸救生系统.航天飞机也有许多应付发射故障的安全救生措施.
如果飞船在运行轨道上密封座舱发生故障,而又不能排除时,舱外活动航天服可作为临时救生设备使用.还有一种救生球,可在一定时间内维持一名航天员的生命,在发生紧急情况时,航天员进入球中,等待救援.
载人飞船返回时发生意外,弹射座椅可把航天员弹出飞船,然后用降落伞减速着陆.着陆后用无线电信号机、烟雾剂、海水染色剂等发生信号,指示着陆地点,以便地面人员前去救援.
由于人在太空的生活环境与地球表面的生活环境迥然不同,因此,在太空中的衣食住行与地面不同,会带来许多惊险和奇趣.但太空生活不仅仅是个供人谈论的奇趣问题,而是一个最基本的实践问题.
住--密封座舱
密封座舱是载人航天器上最基本的也是最根本的生命设施.太空中的强辐射,就像原子弹爆炸时的辐射一样,破坏人体细胞组织；高速飞行的微流星体撞击,能致人于死地；人体暴露在高度真空中,不仅仅是缺氧窒息的问题,而且可能体液沸腾、气化而迅速死亡.密封座舱的舱壁,可以防止辐射和微流星体对人的伤害,座舱中的空气可以使人不受真空的伤害.
密封座舱是人在太空的生活空间.为了使人舒适,能把温度调节在18℃～25℃之间,湿度控制在30％～70％之间,空气成分和压力一般与地面差不多.座舱中虽然可以用纯氧（美国早期的载人密封舱中为纯氧）,但容易引起火灾（美国"阿波罗4A"上的三名航天员,就是因纯氧座舱起火,在地面上演练时被烧死的）.还有补充氧和空气的设备,控制二氧化碳和其他有害气体的设备,空气流动设备,垃圾处理设备,以及吃、喝、拉、撒、睡需要的各种设备,当然还有食物和饮水供应,对长期载人飞行的密封座舱,还有水循环使用设备,文娱和体育锻炼设备.
衣--舱外活动航天服
人进入太空,免不了要走出密封座舱,这时的生命保障设施就是舱外活动航天服.不言而喻,舱外活动航天服应具备密封座舱的全部功能,而且还要增加太空行走和通信设备,那就是服装背部的喷气背包和通信背包.喷气背包可以向上下左右前后六个方向喷气,航天员靠喷气的反作用力移动位置.在太空真空中,没有空气传播声音,近在咫尺也要靠通讯背包通信."主要生命维持系统"背在背上,包括空气系统的重要部件,它循环流通宇航员的呼出物,排出二氧化碳,补充所需的氧气.太空服内的标准环境处于纯氧的0．29个大气压中；这种降低了的气压有两个目的：首先,它要考虑在几乎真空的空间宇航员应有充分的活动自由.第二,它减少了施加到服装上的压力.然而,由于气压降低了,宇航员穿上这身衣服时必须"预呼吸"纯氧.通过预呼吸减少溶解在他们身体组织中的氮的含量,而且当他们从穿梭机到置身于这套服装的低压环境中时,能够避免弯曲现象.
吃--太空食品
在航天器的密封舱中进食,既有情趣,又有危险.如果工作离不开,可把食物和饮料悬在空中,用嘴一口一口咬或吸食,而双手仍然可以做事情.但食物碎渣会到处飘飞,迷眼钻鼻,还会损坏仪器设备.因此,在早期的航天活动中,将航天食品做成糊状,装在软管中,食用时,像挤牙膏一样往嘴里挤.这种进食方法,由于见不到食物的色和形,也闻不到食物的香气,引不起航天员的食欲.现在的航天食物和进食方法,已与地面上差不多了.食物稍带黏性,可以粘在盘子中不飞走,而盘子可以固定在餐桌上.将来在火星上如何进食?恐怕另有情趣,也是需要研究的问题.
睡
在航天器的密封座舱中睡眠,特别方便,不管什么姿势,不管什么地方,都可以睡.但是,为了安全,应该钻进睡袋中,并将睡袋固定住,不然,到处飘飞,最后每个人都会挤在通风口,而当航天器加速或减速时,可能会被舱壁和仪器设备碰伤.还要带上眼罩和耳罩,以免快速交替的日夜节奏和仪器设备发出的声音影响睡眠.手臂要放进睡袋中,以免被卷进机器或碰着仪器设备的开关,同时是为了不给自己造成虚惊,因为在失重环境中,头和四肢有与躯体分离的感觉.曾有航天员在梦中把自己放在睡袋外边的手臂,当成向自己飘来的怪物,吓出一身冷汗.
将来在月球上长期生活,如何睡眠?在那里睡眠能不能达到休息的目的?睡多长时间才能达到休息的目的,还是个需要研究的问题.
卫生
在航天器上的个人卫生是件十分麻烦的事.如早晚刷牙,牙刷一动,泡沫就会飞溅起来.所以目前航天员用洁齿药清洁牙齿.必须用能吸收须渣的剃须刀剃须,以免须渣乱飞.为了不使洗脸水飘飞,一般只用湿毛巾擦脸.
在失重环境中洗澡更困难,为了不使水飘飞,要在一个封闭容器中进行,用压力将水从上方压出来,但水在出了喷管后,就会在空中乱飘,碰到人体就会附着在人体上,为了防止附着在口鼻上的水呛人和溺人,必须带防水和供氧罩.脏水要用水泵从下边抽出去,但附着在器壁上的水珠,需要用吸尘器才能收拾干净.因此,15分钟淋浴,需要两三小时的准备和收拾的时间.加上太空水比金子还贵,一般半个月以下的短期航天飞行,只能用湿毛巾擦身.将来在月球和火星基地上长期居住,如果水仍像太空那样珍贵,如何洗澡,则是需要解决的关键生活问题.
行
在航天器的密封座舱中行走,非常省力和方便,只要用身体的任何部位碰一下任何物体,反作用力也可把人推到任何位置上.用四肢划动空气,反作用力也会使人前进.
但在密封座舱外的宇宙空间行走,却是十分困难和惊险的事.首先,必须穿舱外活动航天服.其次,由于舱外活动航天服内的压力比密封座舱低,为了从舱内的高压到航天服的低压环境不致产生减压病,出舱前必须吸纯氧排氮.因为航天器密封座舱中使用与地面上同样的大气成分,除氧以外,主要是氮,被吸入人体的氮,不会被人体吸收,而是溶解在血液等体液中,当外界压力降低时,就会游离出来,形成气栓,堵塞血管,轻者使人头昏、胸闷、呕吐,重者使人丧生.因此,出舱活动前,必须吸纯氧,把氮气排出来.第三,走出座舱后,在空旷的太空中,没有任何东西作参照物,会分不清速度的快慢,物体的远近和大小,因而也就分不清方向.近在咫尺的小纸片,被当作远在天边的庞然大物.1984年2月,美国航天员麦坎德利斯和斯图尔特走出航天飞机座舱,进行太空行走,地面指挥人员要斯图尔特向航天飞机靠近,但他执行指令时,却是远离航天飞机而去.第四,太空行走是很累人的.法国航天员让·克雷蒂安1988年12月21日,在"和平"号舱外工作6小时后,累得筋疲力尽,在别人帮助下才进入座舱.最后,太空行走也难免发生意外.1965年3月18日,苏联航天员进行了世界上第一次太空行走后,返回"上升2"号座舱时,想把照相机先放进去,可是几次放进去,都被舱内的微弱气流推了出来,他只好用脚踩住照相机的背带,才没有再逃出.但他自己在进舱时,却被鼓鼓的舱外活动航天服卡在舱外,进不去.他冒险降低航天服的压力.第一次不成,再降低,还是不成,最后降到危险的极限0．25个大气压,才挤进过渡舱.
由于月球的重力比地球小,人在月球上双脚迈步行走,身体会被弹得老高,所以登月航天员的经验是,双脚并拢,像袋鼠一样地蹦跳更舒适.如果将来能到木星上去,习惯于地球重力的人类,那里的巨大重力恐怕会使人抬不起腿来的,那将怎样行走?
安全应急措施
运载火箭要求绝对可靠,但实际上不可避免地会有事故发生.因此,发射载人宇宙飞船的运载火箭,备有应急逃逸救生系统.航天飞机也有许多应付发射故障的安全救生措施.
如果飞船在运行轨道上密封座舱发生故障,而又不能排除时,舱外活动航天服可作为临时救生设备使用.还有一种救生球,可在一定时间内维持一名航天员的生命,在发生紧急情况时,航天员进入球中,等待救援.
载人飞船返回时发生意外,弹射座椅可把航天员弹出飞船,然后用降落伞减速着陆.着陆后用无线电信号机、烟雾剂、海水染色剂等发生信号,指示着陆地点,以便地面人员前去救援.