航天服安全第一
航天服是當(dāng)今最昂貴的服裝,僅成本就高達(dá)上百萬乃至上千萬美元。實(shí)際上,它是一套防護(hù)和應(yīng)急救生的復(fù)雜系統(tǒng)。
大家知道,太空的微重力、高真空、高能粒子輻射的環(huán)境對人類生存來說是十分惡劣
的。要讓航天員能夠抵御這種惡劣環(huán)境的危害,又能適當(dāng)活動(dòng)、操作設(shè)備,而且相對來說要生活得比較舒適,航天服必須具有多種功能,設(shè)計(jì)制造極其復(fù)雜。
航天服一般由服裝、頭盔、手套和靴子等組成。它可分為彈射救生服、艙內(nèi)航天服和艙外航天服;按服裝內(nèi)的壓力分,有低壓航天服與高壓航天服兩種;從結(jié)構(gòu)上來說,可以分為軟式、硬式和軟硬結(jié)合式航天服。
艙內(nèi)航天服。航天員在飛船艙內(nèi)活動(dòng)時(shí)常穿艙內(nèi)航天服。它一般是軟式航天服,由里往外共有6層。第一層是最貼身的一層,是由純棉布或棉麻布制成的內(nèi)衣褲,質(zhì)地柔軟、透氣。第二層是用羊毛制品或合成纖維片制成的保暖層。第三層是由微細(xì)管道連接在衣服上制成的通風(fēng)散熱系統(tǒng)。在人體與外界隔絕的情況下,它可以把人體產(chǎn)生的熱量、水汽和各種氣味排出體外。第四層是氣密加壓限制層,它用于充氣加壓,使身體有足夠的壓力。第五層是隔熱層,它由5至7層涂鋁的聚脂薄膜構(gòu)成,主要防護(hù)外部熱量往里輻射。最外一層是外罩層,它要求所用材料必須耐高溫,而且耐磨損力強(qiáng)。這種壓力服具有良好密封調(diào)壓、通風(fēng)散熱、排濕等功能和足夠的強(qiáng)度,并裝有小便收集裝置。如果船艙大氣壓力、氣體成分控制失效,艙內(nèi)航天服可作為應(yīng)急救生衣。
艙外航天服。這是用于保證航天員出艙安全的服裝,它除有艙內(nèi)航天服的所有各層外,還有真空隔熱層、液冷服等。其中最外層除具有防高溫、防磨損和保護(hù)內(nèi)部各層的功能外,還具有防太陽輻射的功能,以及連接其他裝置的接口。
頭盔。頭盔由頭盔殼、面窗結(jié)構(gòu)和頸圈等組件構(gòu)成。頭盔有軟式和硬式兩種。其所用材料需具有強(qiáng)度大、抗沖擊和耐高溫等特點(diǎn)。
手套和靴子。航天員的手套是通過腕圈與服裝連接的。手套都是據(jù)航天員個(gè)人手型制造的,各手指關(guān)節(jié)部位均有波紋結(jié)構(gòu),跟手風(fēng)琴的風(fēng)箱一樣,彎曲活動(dòng)自如,便于航天員靈活操作設(shè)備。航天員的靴子由壓力靴和艙外熱防護(hù)套靴組成。踝部活動(dòng)關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)在壓力靴上,并與壓力服相連接。
由于航天飛行中壓力的改變,航天服的靈活性是僅次于安全性的重大問題,對靈活性的測試也是航天服設(shè)計(jì)加工過程中一項(xiàng)世界性前沿難題。為完成靈活性測試,有的國家不得不對航天服進(jìn)行部分拆解、打眼。
我國科研人員研制成功一種名叫“宇航員關(guān)節(jié)阻尼力距機(jī)器人測試系統(tǒng)”,利用測量機(jī)器人的原理,將傳感器與測量系統(tǒng)融為一體,可以在不改變航天服任何結(jié)構(gòu)的狀態(tài)下,模擬人類感覺,檢測服裝各關(guān)節(jié)的靈活性,然后利用三維圖形仿真技術(shù),將整個(gè)模型的建立過程及測量過程直觀逼真地反映出來,從而判斷航天服各個(gè)關(guān)節(jié)的靈活性是否符合要求。
太空飯不好吃
由于太空環(huán)境特殊,所以航天員的食品與我們在地球上的食品要求不同。在微重力下的狹小空間中生活和工作,航天員的口味變得很特別,胃口不好,消化能力變?nèi)?。因此,航天食品必須有足夠和合理的營養(yǎng)成分;每天的食譜都要變化;食品必須嚴(yán)格符合衛(wèi)生要求,杜絕食源性疾病的發(fā)生;還要讓航天員進(jìn)食方便,容易儲(chǔ)存。
根據(jù)專家介紹,對于短期和中長期載人飛行,給航天員提供的主要是攜帶式食品;對于長期載人飛行,則提供長期生物再生食品。
攜帶式食品按用途可分為食譜食品、儲(chǔ)備食品和救生食品;按加工類型、使用方法和具體用途則可分為復(fù)水食品、熱穩(wěn)定性食品、干燥食品和輻射食品,其中除壓縮干燥食品為救生食品外,其余均為食譜食品。
食譜食品是預(yù)先給航天員確定每天食譜、按食譜制成的各種便于食用和貯存的食品。如復(fù)水食品,實(shí)際上是一種低溫干燥食品,食品干燥后體積、質(zhì)量都很小,便于攜帶。這種食品包裝袋上都有一個(gè)單向注水閥門,食用前要先注入一定量的水。熱穩(wěn)定食品是經(jīng)加熱滅菌處理的軟包裝和硬包裝罐頭食品;冷凍冷藏食品是地面上凍好帶進(jìn)太空的,解凍后即可食用;輻射食品是經(jīng)過放射線殺菌后的食品,這種食品不易變質(zhì)。
此外,還有一些特殊食品。例如當(dāng)飛行器發(fā)生故障時(shí),航天員到艙外長時(shí)間維修,這時(shí)航天員必須穿著帶有應(yīng)急食品的航天服。它通常是用鋁管包裝、放在頭盔頸圈內(nèi)一種叫供食器中的固體或半固體、流質(zhì)食品,供航天員在艙外活動(dòng)時(shí)食用。
航天員在失重環(huán)境下,有兩種吃飯方法:一種是像在地面上就餐,自己把食物送到嘴里;另一種是讓食物飄在空中,人過去用嘴咬住它,吃飯時(shí)要閉著嘴,不能讓食物殘?jiān)舫鰜?,否則食物殘?jiān)鼤?huì)飄在艙內(nèi),很難清除,如果殘?jiān)晃霘夤芫吐闊┝?。喝水時(shí)也不能讓水灑到艙內(nèi),否則它也會(huì)漂浮在艙內(nèi),危及航天員和儀器設(shè)備的安全,所以在太空中的飲用水都是密封袋裝的,用軟管或?qū)χ鞌D著喝。