太空服的功能

航天 · 2016-11-1 01:24:43

没有宇航服保护的宇航员在外太空会因为缺氧而只能支撑15秒的时间，除了缺氧太空中的各种其他恶劣环境也会给宇航员造成致命的威胁，而通过在内部创造类似地球的环境，太空服可以保证人类在太空中相对安全地走动。太空服提供： 　　加压大气—— 　　太空服提供气压来保持您的体液处于液体状态，即防止体液沸腾。就像轮胎一样，太空服从本质上讲是一个表面覆有胶化纤维（在这种情况下是氯丁橡胶涂层纤维）的充气气球。“气球”上的限制装置会向里面的宇航员供应气压，就像在硬纸管内吹气球。 　　大部分太空服的工作气压低于正常大气压（1.04千克/平方厘米或1个标准大气压），而航天飞机内的工作气压为正常大气压。宇航员使用的太空服的工作气压为0.31千克/平方厘米或0.29个标准大气压。因此，在宇航员穿上太空服准备进行太空行走之前必须先降低航天飞机本身或者气密舱的舱压。由于太空服和航天飞机舱内之间的压力差，宇航员在太空行走时有可能会患上减压病。 　　　　氧气—— 　　太空服不能使用标准空气（78%的氮气、21%的氧气和1%其他气体），因为低压会导致肺和血液中的氧浓度变低，这非常像攀登珠穆朗玛峰时遇到的情况，对宇航员来说很危险。所以，大多数太空服提供纯氧大气来供宇航员呼吸。太空服通过空间生命管线从太空船或宇航员携带的背包生命维持系统获得氧气。 　　宇宙飞船和国际空间站都提供模拟地球大气的标准空气混合物。因此，为了穿上纯氧太空服，要进行太空行走的宇航员必须先“预先呼吸”一段时间的纯氧。这样可消除宇航员血液和组织内的氮气，从而最大限度地降低发生减压病的风险。 　　　　二氧化碳—— 　　宇航员呼出二氧化碳。在太空服狭窄的空间内，二氧化碳的浓度会累积到致命水平，因此必须从太空服的大气中消除过多的二氧化碳。太空服使用氢氧化锂滤毒罐来消除二氧化碳。这些滤毒罐位于太空服的生命维持背包中或太空船内（此时是通过空间生命管线连接它们的）。 　　　　温度—— 　　为了应对极端温度，大多数太空服使用多层织物（氯丁橡胶、戈尔特斯薄膜、涤纶织物）来隔热，而且覆盖有多个反射外层（聚脂薄膜或白色织物）来反射太阳光。宇航员的身体会产生热量，尤其是在进行繁重工作时。如果不消除这些热量，宇航员排出的汗水会使头盔变得模糊，而且宇航员会陷入严重脱水状态。宇航员Eugene Cernan在双子星9号飞船上进行太空行走期间体重减轻了好几公斤。为了消除这些过多的热量，太空服使用风扇/热交换器来吹出冷空气（在水星和双子星计划中曾使用这种方法），或者使用水冷服装（从阿波罗计划一直沿用至今）。 　　　　微流星体—— 　　为了防止宇航员受到微流星体的撞击，太空服有多层耐磨织物，如涤纶织物或凯夫拉尔纤维。这些层还防止太空服在太空船、行星或月球的暴露表面上被撕裂。 　　　　辐射—— 　　太空服仅提供有限的辐射保护。有些保护由太空服内置的聚脂薄膜反射涂层提供，但是太空服没有提供多少太阳耀斑防护。所以，太空行走会安排在太阳活动微弱期间进行。 　　　　清晰可见—— 　　太空服具有用透明塑胶或耐用聚碳酸酯制成的头盔。大多数头盔具有用于反射太阳光的涂层以及用于减少炫光的有色面盔，非常像太阳镜。此外，在太空行走之前，宇航员会在头盔的内面罩上喷洒防雾化合物。现代太空服头盔中还装有灯，以便宇航员在阴影中看清物体。 　　　　太空服内的移动—— 　　在充气的太空服内移动是很困难的。想像一下在充有空气的橡胶手套内移动您的手指会有多么不便——它不能提供充足的活动空间。为了解决这个问题，太空服在织物中配有特殊的关节或接头以帮助宇航员弯曲他们的手、手臂、腿、膝盖和脚踝。 　　　　通信—— 　　太空服配有无线电发射器/接收器，使进行太空行走的宇航员可以与地面控制人员和/或其他宇航员对话。宇航员戴着配有麦克风和听筒的头戴式耳机。发射器/接收器放在宇航员的胸包/背包中。 　　　　太空船内的移动—— 　　在无重力情况下，四处走动是很困难的。如果您推某件东西，您会飞向相反的方向（牛顿第三定律：每个作用力都有一个大小相等、方向相反的反作用力）。双子星计划中进行太空行走的宇航员报告说，仅仅是待在原位都有很大的困难。当试图转动扳钳时，他们自身会向相反的方向旋转。因此，太空船配有脚套和手约束器来帮助宇航员在微重力情况下工作。此外，在开始太空行动之前，宇航员会在地球上的大水箱中练习太空行走。充气式太空服在水中的浮力作用相当于微重力作用。 　　来源：博闻网

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