随着多国的宇航员们成功进入太空并且完成了舱外行走,使得诸多人都点亮了心中的“太空漫步梦”,尤其是小朋友,宇航员这一英雄职业成功进入了他们的梦想选项。我们都向往那未知的太空,想要体会在其中行走是什么样的感觉,是否就像神仙一样是在腾云驾雾,却忽略了未知往往代表着危险,太空环境对于我们脆弱的躯体而言可谓是异常的恶劣了。
如果大家看过关于太空科幻电影,就一定记得不少影片中都出现过宇航员出舱维修飞船,但是牵引绳断裂或者宇航服故障,最终不幸坠入漆黑太空的情节。我们常说,艺术源于现实,宇航员不慎掉入太空这种事情确实有可能会发生,那么假如他们真的发生这种意外,有多大的概率可以重返飞船呢?
专家指出,如果真的发生意外,第一要依靠队友的帮助,第二则是依靠太空中的小型生态舱“航天服”求生。航天服是宇航员能够外出作业的必要条件,那么对于太空漫步和旅行而言,航天服究竟有多重要呢?
太空环境的危险性人类对未知的太空生活充满了向往,但是也畏惧太空环境的危险,毕竟我们的头脑再聪明,躯体也是脆弱的,太空当中有许多的因素都能对人体产生伤害。
首先就是大家最熟悉的“真空”因素了,其实太空并不是完全真空的,只是相对于我们生活的环境而言,它处在一个近乎真空的条件下。那么真空对宇航员的身体又有什么影响呢?根据数据显示,人类如果在真空环境中暴露,约15秒之后就会因为缺氧失去意识,30秒左右就会死亡。
在没有大气压的环境下,人体会像一个气球迅速膨胀,我们的血液和体液都会“沸腾”起来。所以假如不穿戴任何防护设备步入太空,无疑是自寻死路。
第二,宇宙中可没有地球上天然存在的“辐射屏蔽器”,因此各种宇宙辐射都交织在其中,比如太阳的短波紫外辐射、太阳耀斑爆发时的高能辐射、紫外线、红外线等等。我们平时去医院体检做核磁共振以后,都会担心那个辐射会对身体有什么影响,太空中这样复杂又密集的辐射对人体的伤害可想而知。高强的辐射可能会使宇航员患上放射疾病,甚至死亡。
第三,宇宙当中的失重环境。我们在观看了太空舱实录之后发现,宇航员们大部分时间都是“飘着”的,这种飘来飘去的走路方式,正是太空失重造成的。
在舱内长时间的失重会引发头晕、呕吐、肌肉萎缩和骨质疏松等“太空病”,同时出舱活动也因为失重这一因素增添了更多危险,毕竟宇航员一旦失去绳索牵引,是很难控制自己的行动方向和力度的,不小心就会离飞船越来越远,那可就真的是要在太空中“流浪”了。
最后,就是太空中异常极端的温度了,不是超高就是超低,动辄就在零下一百摄氏度。假如我们的身体直接暴露在这种超低温的环境下,估计来不及思考就已经被冻成冰块了。
总之,太空环境的复杂性和危险性是超乎我们想象的,更不要说其中还漂浮着许多“小石块”,如果宇航员出舱时不小心撞到,可能会使航天服破损,一旦航天服出问题,那么宇航员的生命安全将失去最后一道保障。
必须要进行的出舱活动许多人会发出疑问,既然人们都知道了太空环境有多危险,为什么不一直待在太空舱内,反而还要出舱活动呢?这是因为,我们发射升空的诸多设备都是需要定期的检查和维修的,比如说空间站,就需要宇航员亲自出舱更换电池或者检修录像设备。如果将出问题的部件带回地球修理的话,不仅费时而且费钱。
再者,如果我们想要完成未来“星际移民”的梦想,必然要有人先在太空中做许多实验,测试人体能承受的范围,毕竟我们移民之后也不可能一辈子都待在基地当中。
可见,宇航员出舱活动是非常必要的,这也是他们在太空当中最重要的工作之一,除了上文所说的检测维修,他们还需要做捕获卫星、安装设备组件等工作。
美国宇航员曾通过出舱活动修复了天空实验室、太阳峰年卫星、哈勃太空望远镜等航天器。俄罗斯宇航员则通过出舱活动修复了“礼炮”号空间站,组装、维修了“和平”号空间站。
出舱活动也是经过仔细的考量和准备之后才能进行的,并且宇航员的出舱不仅需要同伴的协助,还要与地面中心保持持续通讯,按照指令计划一步一步行事。在准备出舱之前,需要检查舱外协助活动的设备是否正常运行,如机械臂、绳索安全绳等。
检查完毕后,还需要对舱外的航天服做出检查,比如整体的气密性和头盔面窗是否干净。之前就出现过宇航员头盔漏水的事件,所幸最后提前结束了活动,并没有出现太大的问题。
穿戴好舱外航天服,检查好各个设备之后就可以准备出舱了,出舱前需要进行减压吸氧排氮的活动,如果这一项准备工作没做好,那么宇航员可能会因为快速减压出现氮气气泡堵塞血管的情况,肺部的功能也会因此受到影响。待气闸舱降压到安全数值后,就可以打开外闸门,进入太空开始活动了。
总的来说,出舱活动十分复杂,不仅要在出舱之前做许多准备工作,出舱以后也需要时刻注意宇航服的状态以及周围的环境。如果出现了任何“小问题”,地面指挥中心都会立即安排宇航员返舱,毕竟那种“小问题”在太空中经过几分钟就有可能变成“大意外”。
出舱意外,不慎掉入太空很有可能首次完成太空行走的是前苏联的宇航员阿列克谢·列昂诺夫,他于1965年3月18日完成了这次行走,但是过程异常的凶险,当他行走完成后返回舱门时,宇航服像一个膨胀的气球,导致他根本挤不进舱门。
当时的身体监测数据显示,他的脉搏达到了145次/分钟,体温上升到了38℃。并且通讯设备使他联络不到同伴,只能依靠自己。最终他按下了腰部的四个减压按钮,将头部对准舱门,进入了飞船。这次经历可谓是与死神擦肩而过,如果他反应再慢一些可能就错失了进入飞船的机会,成为“太空流浪者”了。
可见,出舱活动时,还是会有很多意外发生的,因此宇航员不慎掉入太空也不是没可能。准确来说,不是“掉入”,这里的掉入并不像我们在地球掉进坑洞那样,太空中没有重力,一旦宇航员与飞船之间失去“牵引物”,那么就像漂浮在空中的气泡,失去了方向,想要依靠自己再返回飞船可谓比登天还难,毕竟在太空中行走10米都需要20分钟。
因此,当通过通讯设备得知同伴发生意外状况之后,另一名在旁协助的宇航员需要快速地将船上的绳索扔出去,就像给失足落水的人丢游泳圈一样,让那名宇航员抓住牵引绳才不至于向其他地方飘去。不过在失重的环境下,绳子可能无法被准确丢到同伴手中,这时协助的宇航员需要检查自己的牵引绳是否完好,然后向着同伴的方向“走去”前往营救。
当然,如果反应速度快,宇航员脱离飞船的时间不是很久,距离也比较近,重返飞船的概率还是很大的。但是如果像前文所说的列昂诺夫一样,无法和队友通讯只能靠自己,一旦脱离就很难返回飞船了。
舱外航天服——小型载人宇航器航天服按照功能进行分类可以分成舱内航天服和舱外航天服,我们经常见到的“大白套装”是舱外航天服。舱内航天服主要用于飞船升空、降落和变轨等阶段,这一阶段舱内的温度和气压会有很大变化,宇航员需要依靠舱内航天服进行冲压供氧降温等操作。
舱外航天服则是宇航员面对太空环境的“特制铠甲”,更有人直接将它称为“小飞船”,毕竟宇航员在走出飞船后,唯一剩下的防护措施就使宇航服了。舱外宇航服十分复杂,比如神舟七号的舱外航天服,从内到外,可以拆分成6层。这一飞天航天服,重量约120kg,总造价可达3000万人民币。
在这当中有多个生命保障系统和工作系统,它们的正常运作才能使航天服内的氧气、压力、温度保持在一个相对恒定的状态。一旦这个小生态舱内的数据出现异常,地面的指挥中心就能迅速得知,我们在上文中提到的头盔渗水事件发生之前,地面指挥中心就检测到了宇航服内的二氧化碳含量过高。
除了厚达6层的舱外航天服,宇航员还需要专门背上“太空旅行包”,这个旅行包是一个轻便完整的生命维持系统,内部装有氧气瓶、过滤器、调节器、水罐的设备。
在旅行背包的上端是一个带天线的无线电设备,可以保持与地面的联系。宇航员通过胸部的控制器轻松地控制和调节生命维持装置。
前文中说了,人体不带任何防护设备,暴露在太空环境中,仅仅30秒就会死亡。所以航天服对于在舱外活动的宇航员而言十分重要,如果发生意外不小心脱离飞船,航天服工作正常的话,起码短时间内不会对宇航员的生命造成威胁。再辅助以其他宇航员的帮助,就有可能重返飞船。但是航天服出现问题或者没穿航天服,死亡几率就大幅提升了。
除了宇航服以外,还有诸多舱外辅助设备帮助宇航员出舱活动,比如可伸缩安全绳、机械臂、舱外通用把手等等,随着科技的不断进步,舱外可使用的设备也越来越多,在这样的保障之下,迄今尚未出现“失足坠入太空”的宇航员。
结语因为太空环境的复杂和恶劣,舱外航天服就显得尤为重要,它基本上可以作为保障宇航员生命安全的最后一道防线了。在意外发生时,如果距离飞船不是特别远,宇航员在同伴的帮助之下还是可以重返飞船的。
为了防止意外发生,宇航员们出舱之前都要仔细检查安全绳,工作的范围也有严格的限制。不论怎样,还是希望这些航天英雄可以安全返乡,永远不要发生掉入太空的悲剧。
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