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惊心动魄的太空漫步

2021-12-06由宇

大科技·百科新说 2021年9期
关键词:航天服漫步水槽

由宇

这里不分上下,寂静无风;眼前的地球像个巨大的蓝色水晶球,云层和大海在深邃的太空中反射着耀眼的阳光。当宇航员走出空间站时,一定会被这片美景深深震撼。

太空漫步看上去轻松飘逸,但其实,每次宇航员出舱都面临着各种危险,步履维艰,他们还要在舱外完成艰巨的任务。宇航员太空漫步不仅仅是在太空中散步,而是一门高超的技术。

太空漫步时能看得到星星吗?

宇航员进行太空漫步时,大多数情况下他们并不会看到满天星星,因为太阳光、航天器和地球的反光太强了。为了保护眼睛,宇航员不仅会罩上遮阳面罩(相当于一副加强版墨镜),他的瞳孔也会本能地缩小以适应强光。而不那么亮的星光也因此被忽略了,就像你在大太阳底下看不清手机屏幕一样。

不过,当空间站经过阴影区(被地球挡住阳光的区域)时,宇航员们能通过空间站的观景台看见满天繁星。

防御力爆棚的太空盔甲

太空是一个死亡之地,环境恶劣,生物无法在此生存。为了保障漫步太空的宇航员的生命安全,科学家研制出了舱外航天服。它如同一艘迷你飞船,上下里外都是高科技。

太空杀人的三种方式

真空让人膨胀

人类早已适应了地球大气压,而太空没有空气,接近真空,气压极低,还不到地球大气压的千万分之一。如果人类直接暴露在太空环境中,体内的气体就会迫不及待地往外逃窜,使人肺部破裂,身体肿成原来的两倍大,眼睛和嘴里的液体也沸腾气化。十几秒内,人就会陷入昏迷,不超过3分钟就会死亡。

冰火两重天

没有大气层的保温作用,太空里的温度变化非常剧烈。在有太阳照射的地方,温度超过100℃,但在被地球挡住的阴影处,温度将低至-150℃。如果没有专门防护,没有任何人能受得了这样的温差。

數不尽的“子弹”

由于没有磁场和大气层的保护,宇宙中的高能粒子能轻易穿透人体细胞,破坏DNA,使细胞坏死或发生癌变;太空垃圾的碎片、大量的岩石颗粒飞速绕着地球旋转。宇航员一旦走出空间站或飞船,就有可能被这些“子弹”击中。

太空漫步比跑马拉松还累

太空漫步不仅危险,而且辛苦,一次太空漫步从准备到结束,可能需要20多个小时,各种复杂的操作主要是为了保证宇航员的安全。

出舱前要准备5~24小时

在影视剧中,常常出现角色在紧急情况下穿上航天服就出舱的桥段,但在现实中,如果宇航员这样做,就将受到严重伤害,甚至有生命危险。正常情况下,宇航员要进行太空漫步,至少得提前5~24个小时准备。

避免患上减压病

宇航员花这么长的时间做什么呢?我们呼吸空气时会把氮气也吸收进身体里,这时如果气压快速降低,氮气就会在血液中形成气泡,使人患上“减压病”,严重时会死亡。宇航员进入真空的太空环境时也面临这样的危险,因此要在空间站的气闸舱慢慢地减压、吸纯氧、排氮。

穿上舱外航天服

国际空间站里美式航天服的裤子和上衣是分开的,而且需要别人帮忙才能穿上;而“飞天”航天服的大背包上有门一样的开口,宇航员可以直接钻进去,5分钟左右就能穿好。

打开舱门,用手走路

虽然被称为太空漫步,但由于失重,宇航员无法靠双脚对地面的摩擦力行走,而需要用手抓着空间站舱壁的扶手前进。其间,宇航员必须小心翼翼,不能太用力,并避免踢到任何东西,否则就会猛地飞起来,或者失控旋转;安全绳也必须时刻扣在扶手上,以免发生意外。

这哪里是太空漫步,简直是“指尖上的芭蕾”!

搭乘“顺风车”

为节省时间和体力,宇航员也可以搭乘“顺风车”——空间站的机械臂。宇航员可以把脚卡在机械臂的脚限位器上,让机械臂托着自己移动。

喝水尿尿随时进行

如果宇航员渴了,歪一歪头就能够到头盔内的饮用水管;如果想上厕所,可以直接解决,因为他们已穿好了吸水性超强的太空纸尿裤。

太空修理工

太空漫步可不是让宇航员欣赏美景或表演的,他们走出舱门有一个重要目的,那就是维修航天器、安装设备。

美国宇航员曾修复过天空实验室、太阳峰年卫星等航天器;俄罗斯宇航员则修复了礼炮号空间站,组装、维修了和平号空间站,还为国际空间站的内壁裂缝打了“补丁”。其中许多维修任务都要通过太空漫步来完成。

挽救哈勃望遠镜

2009年,七名宇航员接到一项超高难度的任务,要前去营救人类最重要的天文设备之一——哈勃太空望远镜。

这台望远镜于1990年发射升空,由于设备老化,出现了各种故障,人们快要将它放弃,让望远镜坠入大气层销毁。但人们还是决定进行最后一次大维修。

宇航员们搭乘航天飞机,抵达地球580千米高的上空,追上哈勃望远镜。宇航员操纵机械臂,抓住望远镜,把它放到航天飞机的货舱上,打开望远镜外壳,钻进狭窄的内部。他们要拧开数百个螺丝钉,这简直像戴着超厚的手套做外科手术。一旦航天服被锋利的零件边缘划破,宇航员就面临失压、窒息的危险。

经过9天共5次的太空漫步,宇航员们不仅修复了损坏的设备,还加装了更先进的仪器。哈勃望远镜成功“续命升级”,至今仍在运行,继续为人类遥望宇宙。

死里逃生的太空漫步

在人类航天史早期,各种设备都不完善,宇航员何止是漫步太空,简直是漫步在生死的边缘。

56年前,人类实现了第一次太空漫步,这也是史上最惊险的航天任务之一,宇航员们数次与死神擦肩而过。

1965年3月,苏联宇航员别利亚耶夫与列昂诺夫搭乘上升2号飞船,进入绕地轨道。飞船展开气闸舱,经过减压,列昂诺夫钻出舱门,飘浮于太空中。

在地球上,人们通过电视直播见证了这一刻,全世界都沸腾了。然而,危险正悄悄到来。

列昂诺夫发现,自己的航天服正在膨胀,内部热得他汗流浃背。更糟的是,他回不去飞船了!

航天服像个肿胀的气球,使他全身动弹不得,根本无法把脚伸进舱门。地面人员发现情况不对后,迅速中止了直播,没人知道他此时的挣扎。迫不得已,列昂诺夫只能违反规定,一头扎进气闸舱中,这导致他卡在狭小的舱室里,无法用手关闭舱门。

再拖下去,队友就只能将他和气闸舱一起留在太空了。于是,他果断给航天服放气,使其缩小,在快窒息的情况下艰难转身,终于关上了舱门。

九死一生的太空之旅

列昂诺夫回到飞船后,他们又经历了导航系统故障、飞船失控旋转等一连串危险,由于偏离轨道,飞船还降落在了天寒地冻的西伯利亚森林中。好在救援队发现了飞船的降落伞,由于直升机无法降落,他们利用空投下来的物资,在森林里住了两晚,才和赶来的地面人员一起滑雪离开。

太空漫步不一定要系绳

通常,宇航员出舱后需要系着绳索,以免自己飘走,但人类其实已经实现过无系绳太空漫步。

人造卫星被错放

1984年2月,美国宇航员搭乘航天飞机来到太空,他没有挂载绳索,而是使用喷气背包,“走”到了离航天飞机98米远的地方。可是,这次任务携带的两颗人造卫星放在了错误的轨道,无法正常工作。

天价卫星成了废品,那怎么行?美国宇航局决定,把这两颗卫星捞回来。

打捞人造卫星

同年11月,发现号航天飞机来到距离卫星几十米远的地方。宇航员利用喷气背包接近人造卫星,把连接装置插到卫星上,逐渐减慢它的自转,然后把它拽回来,放进了航天飞机的货舱。卫星被成功救了回来,经翻新后重新发射升空,作为通信卫星正常地运行着。

水槽里的太空训练

太空漫步是一项难度很高的任务,宇航员在离开地球之前要接受大量的训练,其中最重要的训练在水槽中进行。

在水槽内,宇航员穿着一整套训练用航天服,并加装配重铅块,使身体既不上浮,也不沉底,从而模拟失重环境。水槽里还有与真实气闸舱大小相同的模型,宇航员在太空漫步中需要进行的操作,一般要在水槽内练习60次左右。训练初期,在穿着120千克重的训练服在水下训练几个小时后,宇航员们常常连手都抬不起来了。

在太空用手“走路”, 要求宇航员拥有很强的上肢力量,所以他们还要进行体能训练。

尽管接受了大量训练,但真正的太空漫步与在水槽里的训练还是不一样的,真实的情况宇航员只有在太空实际操作中才能体会。

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