舱外航天服有多重要?航天员出舱6小时全靠它保命,还不耽误排尿
北京时间2021年11月8日1时16分 , 经过约6.5小时的出舱活动 , 神舟十三号航天员乘组密切协同 , 圆满完成出舱活动全部既定任务 。 航天员翟志刚、王亚平着“飞天”舱外航天服安全返回天和核心舱 , 出舱活动取得圆满成功 。
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此次是空间站阶段第三次航天员出舱活动 , 是神舟十三号航天员乘组首次出舱活动 , 也是中国航天史上首次有女航天员参加的出舱活动 。 并且 , 王亚平身着的舱外航天服还受到特殊关注 。 因为该新款舱外服有特殊设计:与其他舱外服不同 , 新款舱外服有国旗上星星的颜色 , 使得不少人误以为可以通过航天服区分航天员 。 但真正重要的是航天服关系着宇航员的生命 , 所以舱外航天服的作用才是我们需要关注的重点 。
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其实太空虽然空旷 , 但远没有我们想象的安全 。 因此 , 航天服就成了保障航天员在外太空中生存的重要设备 。 不过从实际用途上 , 一般要分为舱内航天服和舱外航天服 。 但舱内航天服主要用于发射段、返回段 , 用于保证航天员在座舱失压情况下的生命安全 。 所以在出舱活动中 , 舱外航天服就成了航天员的主要保障 。 因此我们也可以猜到 , 舱外航天服的设计必然与复杂多变的宇宙环境息息相关 。
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首先 , 太空中温度极低 。 低到什么程度?其平均温度为零下270度左右 。 要知道航天员体温一般保持在37度 , 而人体温度一旦低到14度 , 就离咽气儿不远了 。 其次 , 太空中遍布各种宇宙射线 , 而且很大一部分来自太阳 , 脉冲星这样的狠角色 , 所以这些射线极其危险 。 一旦受到照射 , 将直接作用于细胞中的DNA 。 会破坏DNA结构 , 造成细胞死亡或癌变 , 直接威胁航天员的生命 。
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而太空中的真空环境更加危险 , 这是因为在地球上到处都存在空气 。 这些空气受到地球引力的影响 , 对我们周围的环境产生了压力 , 也就是气压 。 因此为了平衡大气压 , 我们的身体内部也存在一定压力 , 并与大气压相互抵消 。 这也就意味着当航天员处于真空环境时 , 外界的超低压力将无法平衡体内压力 , 最终使航天员的身体 , 膨胀 , 沸腾然后爆炸 , 就像气球一样 。
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例如在1971年 , 三名苏联宇航员在他们返回地球的时候 , 由于返回舱漏气 , 使得其内部气压 , 在仅仅34秒内就降低至接近真空的程度 , 此时的宇航员就相当于暴露在了太空之中 。 由于人体内的气压已远远大于周围环境的气压 , 所以宇航员肺里的气体迅速膨胀将肺撑破 。 此外 , 耳膜也被撑破 , 包括血液在内的所有体液变得沸腾 , 剧烈汽化 。 三名宇航员在40秒内就全部死亡 , 但如果他们穿了宇航服可就是另一个结果了 。
除此之外 , 太空中还有很多垃圾 , 例如小石子什么的 。 千万不能小瞧这些石子的威力 , 因为它们的速度比子弹还快 。 因此为了保护航天员在出舱时的安全 , 舱外航天服就必须拥有许多功能 , 例如防辐射 , 保持温度 , 保持压力等 。
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1931年 , 苏联科学家研制出世界上首套航空全压服样机SH-1 , 这套服装无活动关节 , 但在余压条件下人不能活动和工作 。 之后又陆续研制出具有活动关节的SH-2型和其他改进型 , 到1940年推出SH-7 。 SH-3型全压服是第一款允许穿着者具备足够行动能力的全压服 , 并在1937在12千米海拔高度进行飞行测试 。
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但第一次用于出舱行走的航天服依旧存在设计缺陷 , 当时的苏联宇航员列昂诺夫在返回舱室时 , 其身着的航天服因压力问题膨胀到很大很大 。 用他自己的话说:当他接触到扶手时 , 才发现宇航服膨胀到手从手套中出来 , 脚不能伸到靴子里 , 他甚至不能进到气闸室的门里 。 这种感觉就类似一个人在一个气球里 , 就像咱们在公园里玩的水上飘的球 。 只不过这次要把这个水上飘的球挤进一个直径更小的舱室里 。 当列昂诺夫终于返回舱室脱离危险时 , 才终于发现就在刚刚短短的几分钟里 , 由于极端环境和极大的心理压力 , 它的体重已足足减轻了几公斤 , 靴子里全都是汗水 , 甚至可以倒出来 。
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