正文 第一章 太空探索,人類智慧的結晶(3 / 3)

由於航天器艙內的環境的特殊,宇航員在裏麵必須用特殊的方式來工作和生活i,否則會鬧出很多笑話。比如吃飯,你端著一碗米飯,那飯會一粒粒飄滿你的座艙,你張著嘴可能一粒也吃不著;而你閉上嘴時,飯粒卻可能飄進你的鼻孔嗆你個半死。想躺下來睡個舒服覺也很難,因為在完全失重的情況下,根本找不到上下的界限,也就是說躺著與站著是沒有任何區別的。

那麼宇航員們是如何在太空中吃飯與睡眠的呢?

1.住:掛著睡,能洗澡

宇航員可以在飛船上洗澡,這點很多人也許都想不到!其實,盡管飛船內空間不足6立方米,但仍然可以解決宇航員的洗澡問題——因為飛船內有一個單獨的用來洗澡的袋子,還可以淋浴。

由於處於失重狀態,宇航員在飛船內睡覺也跟在地球上不一樣。地麵上有重力,而太空中沒有重力,宇航員一躺就飄起來了。飛船內有專門的睡袋,就掛在牆壁上,睡覺的時候鑽進去就可以了,睡時就掛在那兒!

2.吃:壓縮磚,牙膏管

據有關人士介紹。宇航員的飲食很豐富,至少有20中菜譜可供選擇,而且並不像大家所想的那樣難以下咽。不過,太空食品並非一般的蔬菜水果,而是特別加工過的“壓縮磚”或“牙膏管”,對上一定比例的水後,能夠恢複原形,味道也不錯,裏麵包含了所有人體需要的營養成分。由於在失重的條件下,菜無法像在地麵上一樣老實待在盤子裏,而是擺在桌子上就飄起來了。因此,專家們把宇航員的食物被設計成了牙膏式的,他們吃飯的時候擠到嘴裏就行了。

這些食品的營養價值也比較高,蔬菜、蛋白、脂肪豐富。據陳教授透露,航天集團專門有一個機構負責研究太空食品。宇航員的一天中的每一餐都有合理的搭配,設計的非常科學。

3.衣:120公斤,值千萬

東華大學,即原中國紡織大學,是製造宇航服的基地,據他們透露航天服由服裝、頭盔、手套和航天靴等組成。其中結構最複雜的服裝由14層組成:最裏層是液冷通風服的襯裏;襯裏外是液冷通風服,這種服裝是由尼龍彈性纖維和穿在上麵的許多輸送冷卻液的塑料細管製成;液冷通風服外是兩層加壓氣密層,然後是限製層,用來限製加壓氣密層向外膨脹;限製層的外麵是防熱防微隕塵服,由8層組成,起防熱和防微隕塵作用;最外一層是外套。雖然宇航服的結構比較複雜,但穿戴起來並不會很困難,傳一套宇航服用的時間一般在15分鍾左右。

由於航天服是一種特製的衣服,通常由通風層、氣密層、保暖層等多層組成,是一個小的密封係統,具有防護作用和出艙兩個功能。這種艙內航天服的造價非常昂貴,光是各種製作材料就高達數千萬,再加上設計費用,完成一套宇航服大概要上億元。整個宇航服重量大約為120千克,除了手套與頭盔之外,航天服的其他部位用的是一種特殊的高強度滌綸。

4.宇航員怎樣睡覺

(1)糊塗覺與奇異睡姿

在太空中,宇航員的睡眠確實很“糊塗”,原因之一就是在太空艙內環境沒有白天黑夜之分,再就是睡姿與地球上的比起來很奇異。黑白不分,是說宇航員在天上繞地球航行,太空日出日落由航天器繞地球一圈的時間而定。有時24小時內日出日落交替許多次,宇航員無法遵循地球上“日出而作,日落而息”的生活習慣,隻好機械地按鍾點安排工作和睡覺。

睡姿之所以奇異,是因為,宇航員在失重的太空環境中找不到躺下的感覺。在地球重力環境,人們習慣於把地心引力的方向定為“下”,把“天”的方向定為“上”,也就是人們常說的“腳踩大地,頭頂藍天”。可是到了失重的環境裏,人們失去了“上”“下”的參照坐標,腳踩不到地,四周全是天,你根本分不清上、下,因此,睡覺也就沒有了“平躺”一說。在太空艙內,無論是站著、趴著還是躺著,宇航員都能睡著,他們可以掛在牆上,綁在床上,也可以掉在梁上,這些都在地球上都是很不可思議的。

不過大多數宇航員不習慣飄蕩著睡。一旦從飄浮睡眠中醒來,他們會產生一種掉進萬丈深淵的感覺。為了獲得安全感,宇航員一般睡在固定的床上或固定在牆壁上的睡袋裏,睡覺時,把睡袋拉緊密封,會給人施加一定的壓力,從而消除他們那種“飄飄欲仙”的恐懼感。

(2)千萬別把手腳伸出被外

在地麵上,睡覺時把手或腳伸到外麵是很平常的事情,也不會有什麼危險,但在太空艙裏就沒這麼簡單了。在失重的環境裏,把手或腳伸出來是很危險的,因為失重時,人的四肢就不再受自身支配了。一名前蘇聯宇航員有一次把手臂放在睡袋外睡覺,醒來後突然發現有兩隻大手向他臉上飄來,嚇了他一大跳。原來這飄動的兩隻大手正是他自己的手。嚇一跳還是小事,如果宇航員睡著後,失控的——“自由”之手、“自由”之腳——萬一無意中碰到了什麼開關、什麼儀器,那太空艙的安全、宇航員的生命豈不成了大問題?因此,為了安全起見,在太空睡覺時,要注意把四肢全部放進睡袋裏。

5.宇航員怎樣進食

(1)100多種太空食品

最初宇航員的食物種類隻有10多種,但發展到現在已經增加到了上百種。宇航員一天要吃四頓飯,一周內的食譜也不會有重複的。有人以為宇航員的食品都是做成牙膏狀的擠著吃,肯定很乏味,其實這是早期宇航員的狀況,現在早已今非昔比了。宇航員可以在太空中吃到香腸餡餅、辣味烤魚、土豆燒牛肉、奶油麵包、豆豉肉湯、金槍魚沙拉、餅幹、巧克力、酸奶、果脯、果汁等各種各樣的佳肴,美國宇航員甚至可以喝到他們愛喝的可口可樂。但是,宇航員並不可以隨心所欲想吃什麼就吃什麼,所有飲食必須經過地麵營養師的嚴格把關。美國航天飛機上的宇航員吃飯時,先把標有第幾天第幾頓字樣的塑料袋從食品櫃中取出。每個塑料袋裏裝有7種食品,供一名宇航員食用。太空食品均為脫水食品,臨吃前可把食物放入一個碗形的容器中,再用注射器將一定數量的水注進容器,然後再放進烤箱裏加熱。做一頓飯連半個小時的時間都用不了。

(2)非同一般的吃飯動作

宇航員吃飯所用的太空餐桌也是特製的,他具有磁性,能吸住鐵質的刀、叉、盤、碗的桌上還裝有水冷卻器和加熱器。吃飯時,宇航員必須先把腳固定在地板上,把身體固定在座椅上,以免飄動。麵對擺在餐桌上的飯菜,你千萬不要著急,一定要注意端碗、夾飯、張嘴、咀嚼一連串動作的協調。他們端碗是動作要輕柔,否則飯渣會從碗裏費出來。夾飯菜時,要一下夾住夾準 ,也不要在碗裏亂翻,以免飯菜飄走,最好的方法是用叉子吃飯。飯菜夾住後,張嘴要快,閉嘴也要快,因為即使是放到嘴裏的食物,不閉嘴它也會“飛”走;咀嚼時節奏要放慢,細嚼慢咽利於消化,還可以減少體內廢氣的產生和排泄,避免宇航員生活環境的汙染。

有些人最喜歡在吃飯時聊天神侃,而在太空吃飯最忌諱的就是邊吃邊說。否則,吃進嘴裏的飯菜會飛出來,飄到宇航員生活艙中,他們不小心吸進鼻子裏很容易嗆到肺裏發生危險。

(3)特製的“王太太炒羊肉”

即使,太空的飲食營養豐富,花樣多變,但宇航員還會抱怨食物沒有味道。這是為什麼呢?科學家分析,原因可能不在食品本身,而是太空環境引起宇航員的味覺失調。如失重使鼻腔充血,導致味覺神經鈍化,唾液分泌發生變化影響味覺,或者因為看不到食物的顏色、聞不到食物的氣味而影響味覺。美籍華人宇航員王贛駿乘航天飛機上天之前,為了使他能有個好胃口,他的太太專門為他做了他平時愛吃的炒羊肉。後來這道太空食品被命名為“王太太炒羊肉”。

6.宇航員怎樣洗漱

(1)奇特的洗臉和刷牙

在地球上再簡單不過的洗臉、刷牙理發、刮胡子等動作,到失重的太空裏做起來就會很麻煩。宇航員洗臉刷牙比較奇特,為了防止水到處亂飄,一般用濕毛巾擦一擦臉就算是洗臉了;刷牙時,用手指蘸上牙膏來回蹭幾下,然後再用濕毛巾把牙齒擦幹淨刷牙就算完成。如果像在地麵上那樣刷牙,牙膏泡會飛得滿座艙都是。宇航員刮胡子一般使用電動剃須刀,使用時還必須十分小心胡子渣從剃須刀邊漏出來。在狹小的太空艙裏,環保問題顯得很重要,即使是很小的胡渣飛到空中,清理起來也會很困難。

太空理發也很不容易,因此無論男女宇航員在上天之前都要把頭發理得短些再短些。但是長時間的飛行,頭發又會長長,怎麼辦?宇航員必須發揚團結精神互相幫助,一人理發,一人拿著吸塵器吸走剪下的頭發。

(2)“桑拿室”和“洗浴袋”

雖然太空艙內有供洗澡的條件,但與地球上比起來還是很麻煩的。宇航員洗澡時必須把腳套在一個固定好的環上,否則經水一衝,人就會不斷的翻跟頭。而且在失重狀態下水是一粒一粒的水珠,很容易嗆到人,因此洗澡時還應該帶上呼吸罩和護目罩。洗完澡後,身上的汙水不會自動流下來,需要開動水泵連同空氣一起抽走。沾在帆布罩上的水也得用水泵抽走。洗一次澡,真正的洗澡時間隻有15分鍾,可清理汙水和其他準備工作卻需45分鍾。

後來,科學家對太空浴室進行了一些改進。比如俄羅斯和平號空間站的浴室像是一間桑拿室。宇航員進去後經過一段升溫,使身體出汗,然後用濕毛巾擦洗。由於不方便也不舒服,“桑拿室”又改成了一個像睡袋一樣的裝置。宇航員洗澡時,袋內有清水和浴液射出,搓洗完畢後,可以打開袋下的抽風機,把髒水抽走。美國航天飛機上的浴室是個浴罩,浴罩下部也安有抽風機。宇航員洗澡時打開淋浴龍頭和抽風機,上麵噴水下麵抽水,會形成如同地麵一樣的淋浴效果。

(3)太空專用洗發液

專家們為宇航員特製的洗發液的成分中,96%是從植物中提取的。同時,在太空中不可能有很多的水讓宇航員洗頭,因此,他們用的洗發水是免衝洗的。它在失重的狀態下能變為十分細小的顆粒。洗頭時,它很容易帶走頭上的汙垢。洗完後,用餐巾紙或毛巾一擦,洗發液就被清除得一幹二淨。用這種太空洗發液洗過的頭發,完全不用發膠、摩絲和吹風機,既能顯示頭發的自然美又特別容易梳理。俄羅斯和美國專家曾經在為兩國宇航員準備最新洗漱用品時,在女宇航員的化妝品上產生了分歧。俄羅斯專家認為在太空完全沒有必要打扮,而美國專家卻認為香水、潤膚液、口紅等都是不可缺少的。

7.宇航員在太空中的心理是怎樣的

心理調節是宇航員在太空中排除孤獨最好的辦法,每個人在生活中難免要出現這樣或那樣的矛盾和困擾,那麼在日常生活和工作中,怎樣克服、消除精神緊張和孤獨呢?學會處世的道理。我們都是同樣的人,別人碰上的事情你有一天也可能會碰上。生活的道路總不會是太平坦的,與周圍的人建立友誼,可以增加來自外界的支持和幫助,從而減輕精神緊張。擴大自己的社會影響能在遇到緊急事情時找到更多的解決辦法。

良好的人際關係,能幫助人在事業上的成功,減少挫折,同時對於保持良好的競技狀態十分重要。不需要那種隻會教訓人:“給我聽著,你該怎樣做”的朋友,人們生活中所需要的是鼓勵雙方進行創造性思維,以及能夠支持自己走向成功之路的朋友。主動虛心聽取別人意見,善於安排時間,是改進人際關係的重要方法之一。宣泄、抒發。如果人們的精神長期處於緊張狀態,久而久之就會影響身體健康。要善於訴說自己的感受,哪怕說出去也無法改變事實。向誰訴說,取決於想要說的內容,必須選擇合適的訴說對象。記住,絕對不要將不愉快的事情隱藏在自己的心裏。

以仁待人。當別人身處困境時應樂於助人。在這種時刻,他們最需要您去傾聽他們的訴說,需要您給予幫助。

靈活做事。要完成一項工作,會有很多方法和途徑,可能自己認為最好的方法不一定是最合適的或是行不通的。如果您總認為事事都必須按您的想法去做,那麼當事物不按您的想法發展時,您就會煩惱生氣。其實人們的工作目標是按時把任務完成,至於方法和途徑,大可不必拘泥於一種。

14.神秘的空間站

空間站

空間站又稱航天站、太空站、軌道站。是一種在近地軌道長時間運行,可供多名航天員巡訪、長期工作和生活的載人航天器。空間站分為單一式和組合式兩種。單一式空間站可由航天運載器一次發射入軌,組合式空間站則由航天運載器分批將組件送入軌道,在太空組裝而成。

概述

人類已經實現了在太空中短暫的旅行,但科學的腳步並沒有因此而停止。為了了解、開發太空,就需要有個可供宇航員長期工作和生活的基地。隨著航天科技的發展,在太空中建立新居所的條件成熟了。小型的空間站可一次發射完成,較大型的可分批發射組件,在太空中組裝成為整體。在空間站中要有人能夠生活的一切設施,不再返回地球。

國際空間站的規模一般都很大,結構也比較複雜。空間站一般包括宇航員居住艙、實驗艙、服務艙,對接過渡艙、桁架、太陽電池等部分組成,試用期為5~10年。總質量約423噸、長108米、寬(含翼展)88米,運行軌道高度為397千米,載人艙內大氣壓與地表麵相同,可載6人。建成後總質量將達438噸,長108米。

空間站的結構與組成

空間站的結構特點是體積比較大,在軌道飛行時間較長,有多種功能,能開展的太空科研項目也多而廣。空間站的基本組成是以一個載人生活艙為主體,再加上有不同用途的艙段,如工作實驗艙、科學儀器艙等。太陽能電池板與對接艙口是空間站必備的設施,以保證空間站的電能供應和實現與其他航天器的對接。

空間站的特點

空間站的特點之一是經濟性。接納宇航員進行試驗的空間站,可以使載人飛船成為隻運送航天員的工具,從而簡化了其內部的結構和減輕其在太空飛行時所需要的物質。這樣既能降低其工程設計難度,又可減少航天費用。另外,空間站在運行時可載人,也可不載人,隻要航天員啟動並調試後它可照常進行工作,定時檢查,到時就能取得成果。這樣能縮短航天員在太空的時間,減少許多消費,當空間站發生故障時可以在太空中維修、換件,延長航天器的壽命。增加使用期也能減少航天費用。科研工作的逐步深化與科研質量的提高,有賴於空間站的長期連續飛行。一般空間站的飛行時間可長達幾個月甚至數年之久。

空間站的發射曆史

截止到目前,全世界發射的空間站有9個。蘇聯共發射8座,美國發射1座。其中蘇聯是第一個發射空間站的國家。其禮炮1號空間站在1971年4月發射,後在太空與聯盟號飛船對接成功,有3名航天員進站內生活工作近24天,完成了大量的科學實驗項目,但這3名航天員乘聯盟11號飛船返回地球過程中,由於座艙漏氣減壓,不幸全部遇難。禮炮2號發射到太空後由於自行解體而失敗。蘇聯發射的禮炮3、4、5號小型空間站均獲成功,航天員進站內工作,完成多項科學實驗。其禮炮6、7號空間站相對大些,也有人把它們稱作第二代空間站。它們各有兩個對接口,可同時與兩艘飛船對接,航天員在站上先後創造過210天和237天長期生活記錄,還創造了首位女航天員出艙作業的記錄。蘇聯於1986年2月20日發射入軌的和平號空間站,設計壽命為10年,2000年底俄羅斯宇航局因和平號部件老化且缺乏維修經費,決定將其墜毀。和平號最終於2001年3月23日墜入地球大氣層。

15.世界各國的空間站

前蘇聯禮炮號空間站

1971年4月19日,前蘇聯發射了第一座空間站禮炮1號,從此,太空飛行進入了一個新的階段。禮炮1號空間站由軌道艙,服務艙和對接艙組成,呈不規則的圓柱形,總長約12.5米,最大直徑4米,總重約18.5噸。它在約200多千米高的軌道上運行,站上裝有各種試驗設備,照相攝影設備和科學實驗設備。與聯盟號載入飛船對接組成居住艙,容積100立方米,可住6名宇航員。禮炮1號空間站在太空運行6個月,相繼與聯盟10號,聯盟11號兩艘飛船對接組成軌道聯合體,每艘飛船各載3名宇航員,共在空間站上停留26天。禮炮1號完成使命後於同年10月11日在太平洋上空墜毀。

前蘇聯一共發射了7座禮炮號空間站,前5座隻有一個對接口,即隻能與一艘飛船對接飛行。因太空站攜帶的食品,氧氣,燃料等儲備有限,因此,它們的壽命不是很長。經過改進的禮炮6號和7號空間站,增加了一個對接口,除接待聯盟號載入飛船外,還可與進步號貨運飛船對接,用以補給宇航員生活所需的名種用品。1977年9月29日發射上天的禮炮6號空間站,在太空飛行近5年,共接待18艘聯盟號和聯盟T號載人飛船。有16批33名宇航到站上工作,累計載人飛行176天。其中1980年宇航員波波夫和柳明創造了在空間站飛行185天的紀錄。1982年4月19日禮炮7空間站進入軌道飛行,接待了聯盟T號飛船的11批28名宇航,其中包括第一位進行太空行走的女宇航員薩維茨卡婭。特別是1984年3名宇航員基齊姆,索洛維約夫和阿季科夫在空間站創造了237天的飛行紀錄。禮炮7號空間站載入飛行累計達800多天,直到1986年8月才停止載人飛行。

前蘇聯和平號空間站

前蘇聯和平號空間站由工作艙,過渡艙,非密封艙三個部分組成,共有6個對接口。和平號作為一個基本艙,可與載人飛船,貨運飛船,4個工藝專用艙組成一個大型軌道聯合體,從而擴大了它的科學實驗範圍。四個專業艙都有生命保障係統和動力裝置,可獨立完成在太空機動飛行。其中一個是工藝生產實驗艙,一個是天體物理實驗艙,一個是生物學科研究艙,一個是醫藥試製艙。這幾個實驗艙可根據任務需要更換設備,成為另一種新的實驗艙。和平號空間站接待了一艘聯盟T號和17艘聯盟TM號載入飛船,並先後與進步號,進步M號貨運飛船和量子號,晶體號專用工藝艙對接組成軌道聯合體。宇航員們進行了天體物理,生物醫學,材料工藝試驗和地球資源勘測等科學考察活動。最大的軌道聯合體總長達350米,總重70噸,儼然一座太空列車,繞地球軌道不停地飛馳。1987年12月29日,宇航員羅曼年科返回地麵時,已經在和平號上生活了326個晝夜。1988年12月21日從和平號上歸來的兩名宇航員季托夫和馬納羅夫,創造了在太空飛行整整一年的新紀錄。

和平號空間站由多個模塊在軌道上組裝而成:核心艙,量子1號天文物理艙,量子2號氣閘艙晶體號實驗艙,光譜號遙感艙,自然號地球觀測艙。美國為其提供了一個專門用於與航天飛機對接用的對接艙。美國航天飛機共拜訪空間站11次。和閏號首模塊於1986年2月19日發射升空其後至1996年的十年時間之間,其他多個模塊相繼升空。

和平號最終於2001年3月23日墜入地球大氣層,碎片落入南太平海域中。和平號的研究任務今後由國際太空站所取代

美國天空實驗室

天空實驗室

美國在1973年5月14日發射成功一座叫天空實驗室的空間站,它在435千米高的近圓空間軌道上運行,先後接待3批9名宇航員到站上工作。這9名宇航員到站上工作。這9名宇航員在站上分別居留28天,59天和84天。天空實驗室全長36米,最大直徑6.7米,總重77.5噸,由軌道艙,過渡艙和對接艙組成,可提供360立方米的工作場所。1973年5月25日,7月28日和11月16日,先後由阿波羅號飛船把宇航員送上空間站工作。在載入飛行期間,宇航員用58種科學儀器進行了270多項生物醫學,空間物理,天文觀測,資源勘探和工藝技術等試驗,拍攝了大量的太陽活動照片和地球表麵照片,研究了人在空間活動的各種現象。1974年2月第三批宇航員離開太空返回地麵後,天空實驗室便被封閉停用。美國天空實驗室在太空運行2249天,航程達14億多千米。

聯盟號載人飛船

自從前蘇聯的空間站上天之後,一直與聯盟號係列載人飛船和進步號係列貨運飛船一起,共同組成軌道聯合體執行載入航天飛行任務。

聯盟號係列載人飛船已更換三代,作為空間站的載人工具。從聯盟10號開始,到1993年底共有30艘聯盟號,14艘聯盟T號,17艘聯盟TM號飛船載人到空間站上開展太空科學考察活動。第一代聯盟號,主要用於試驗載人飛船與空間站的交會,對接和機動飛行,為載人到空間站活動打下了堅實基礎;第二代聯盟T號,改進了座艙設施,提高了生命保障係統的可靠性和生活環境的舒適性;第三代聯盟TM號,又改進了會合,對接,通信,緊急救援和降落傘係統,增加了有效載荷。經過改進的聯盟TM號飛船總重7噸,長約7米,翼展10.6米,載3名宇航員和250千克貨物最大改進是對接係統,無需空間站做機動飛行和調整姿態,

可以在任何姿態下與和平號空間站對接。

進步號貨運飛船

進步號係列貨運飛船執行向空間站定期補給食品、貨物、燃料和儀器設備等任務。到1993年底,已發展兩代,共發射進步號42艘,進步M號20艘。它與空間站對接完成裝卸任務後即自行進入大氣層燒毀。這種飛船由儀器艙,燃料艙和貨艙組成,貨艙容積6.6立方米,可運送1.3噸貨物,燃料艙帶1噸燃料。它可自行飛行4天,與空間站對接飛行可達2個月。

中國空間站展望

我國將於2010年~2011年底發射天宮一號目標飛行器,天宮一號的重量約8噸,類似於一個小型空間實驗站。在發射天宮一號之後的兩年中,我國將相繼發射神舟8、9、10號飛船,分別實現與天宮一號的對接。

我國有望在2014年用“長征五號”把中國空間站送上太空,中國最終將建設一個基本型空間站。我國首個空間站大致包括一個核心艙、一架貨運飛船、一架載人飛船和兩個用於實驗等功能的其他艙,總重量在100噸以下。其中的核心艙需長期有人駐守,能與各種實驗艙、載人飛船和貨運飛船對接。隻有20噸以上運載能力的火箭才有資格發射核心艙。因此,我國將在海南文昌新建第四個航天發射場,這個發射場能發射大噸位的空間站。

據相關人士透露,中國的首個空間站建成後,其核心艙可以不斷加艙。屆時,每年將往空間站發射若幹個航天器。

2008年9月25日發射的“神舟七號飛船”,作為第二階段的第一項實驗,已經實現了航天員出艙進行太空行走。隨後的“神八”、“神九”飛船將不再載人,旨在發射目標飛行器,實現無人對接。而之後的“神十”將再次載人上天並實現有人對接。飛船的使命是在太空建設期間照料空間站。