文|江卿曻
编辑|江卿昇
前言神舟十九号航天员成功入驻天宫空间站后,不到一个月时间里却已引发公众热议。
在官方发布的视频当中,我们可以看到宇航员他们的面部看起来“胖”了一圈,这究竟是怎么回事?在太空当中宇航员又有着哪些困难需要克服呢?
在失重中适应与生存进入太空,最先改变的不是复杂的设备操作,也不是严格的工作流程,而是每一个航天员的身体。
在失重环境中,地球上的“重力规则”完全失效,人体的生理机制随之发生显著变化,比如,日常在地面被重力牵引的体液会更多集中于下半身,而在失重状态下,这些体液则向上移动,积聚在胸腔和面部。
这种生理反应在航天员脸上表现得尤为明显,他们的面部会出现浮肿,看起来像“胖”了一圈,而腿部则因体液减少显得更为纤细。
这一变化并不涉及体重的增加,但却是航天员在镜头前的一个显著“视觉差”。
这种体液的重新分布不仅影响外观,还可能带来不适感,比如面部肿胀会引起头部压力增加,导致一些航天员在适应初期感到头痛甚至短暂的鼻塞。
科学家们称之为“太空头痛”,是航天员在失重环境下普遍经历的症状之一。
这种不适并不会随着时间自行消失,反而可能长期伴随在轨任务,甚至回到地球后仍需一段时间来恢复正常。
为应对这一生理挑战,航天员必须依赖科学训练和严格的日常安排,每位航天员每天需要进行至少2.5小时的高强度运动,这些运动不仅有助于保持心血管系统的健康,还能缓解体液向上半身积聚的影响。
训练内容包括在跑台上进行有氧运动、在特制的自行车上完成耐力测试,以及利用阻力装置进行肌肉强化,特别是在长时间任务中,定期的锻炼更是防止肌肉萎缩和骨质流失的关键。
然而仅靠锻炼并不足以完全消除失重带来的问题,微重力环境还可能导致骨密度逐步下降,这意味着航天员的骨骼对外力的抵抗力会减弱,一旦受伤,愈合时间可能更长。
此外失重还影响心血管系统的正常运行,航天员在太空中经常感到心跳加速,这也是体液分布变化和环境适应的直接反应。
尽管如此,面对这些生理上的压力,航天员依然需要保持高效的工作状态,他们每天的日程安排被精确到分钟,从操作空间站设备、维护实验仪器,到与地面进行工作汇报。
每一项任务都需要高度集中,即使在繁忙的工作间隙,锻炼和健康监测依然是必不可少的环节。
通过佩戴健康监控设备,航天员可以实时追踪自己的身体状况,科学团队则根据这些数据制定个性化的健康维护方案,确保他们在长时间任务中保持良好状态。
而这些仅仅是太空生活的开始,在资源极度有限的空间站内,每一滴水都无比珍贵,甚至饮用水的来源也让人意想不到,究竟航天员是如何在太空中保障饮水安全的?
喝水的困难之处太空中,水的珍贵性难以用日常观念理解,作为生命的基础元素,水不仅是航天员维持生存的核心资源,还必须满足生活的多种需求。
然而在地球之外,水无法通过传统的方式获取,携带足够的水供长期任务使用显然也不现实,于是,水的“循环再生”成为了太空生活的关键课题。
在太空中,航天员所饮用的水大多来自尿液、汗液以及呼吸过程中产生的水蒸气,通过一套复杂的循环再生系统进行处理。
这种技术听起来让人不禁感到不适,但实际上,这些水经过多重过滤和净化处理后,已经完全符合饮用水的最高安全标准,甚至比地球上的普通自来水更加洁净。
对于航天员来说,初次接触这项技术确实会带来心理挑战,但逐渐适应后,他们往往对这一技术的精妙深感敬佩。
中国的水循环技术近年来取得了显著进步,从最初的饮水箱设计,到如今高效的水再生系统,中国的技术团队不断优化回收流程。
现代水循环系统能够对汗液和尿液等废水进行高效回收,确保航天员在轨任务期间始终有稳定的水源供给。
与之相比,美国的ECLSS系统(环境控制与生命支持系统)目前已经实现了高达98%的水分回收率,这一成果得益于新型过滤设备的引入。
尽管中国在这一领域起步稍晚,但近年来的快速追赶已经让其达到全球领先水平,为航天任务提供了强大的后盾支持。
再生水的处理原理并不复杂,以尿液为例,它首先经过机械分离,去除固体杂质,随后进入多级过滤和反渗透装置,通过精密的过滤膜将剩余杂质、细菌以及化学污染物清除,最终转化为纯净水。
为了确保安全,水循环系统还会增加一层紫外线消毒,彻底消除任何可能的污染隐患。
在如此严苛的流程下,航天员不仅能获得安全可靠的饮用水,甚至还能够用来烹饪或清洁,这种高度高效的资源利用方式是人类在太空环境下维持长期任务的重要保障。
尽管技术保障了再生水的安全性,航天员心理上的适应却并非一蹴而就,许多航天员在接受采访时提到,第一次得知饮用水来自尿液或汗液时,都会感到强烈的不适感。
心理障碍一方面源于水的来源,另一方面也在于人类对废物天然的排斥感,这种心理负担并不会影响任务的完成,因为在严格的训练中,航天员已经接受过类似场景的适应过程。
从最初的勉强接受到逐渐习惯,航天员们不仅克服了内心的排斥,还开始对技术背后的科学逻辑产生深刻理解,对于他们来说,每一滴水都象征着科技的力量和人类的智慧。
再生水的使用不仅解决了太空任务中的供水难题,也在地球上的水资源管理中产生了深远影响,如今,这些高效过滤和再生技术已经逐步被应用于地球的水处理领域。
在干旱地区,再生水技术正帮助缓解饮用水紧缺的难题,例如,一些城市已经开始采用类似的工艺,将城市废水处理后重新用于农业灌溉、工业冷却,甚至是饮用。
这一过程中,公众观念的转变尤为重要,当人们了解到航天员每天都在饮用经过处理的再生水后,对这项技术的接受度显著提升。
然而随着任务时间的延长和技术的不断完善,水循环系统的效率也在逐步提高,这不仅意味着更少的资源浪费,也代表着人类在太空中生存能力的提升。
那么宇航员们如何在紧张的工作中保持高效,又如何通过物资与沟通缓解心理压力?
太空任务中的协作太空任务的成功不仅依赖于技术的成熟,也离不开航天员之间高效的团队协作和地面团队的全力支持。
在神舟十九号的任务中,航天员们承担着多项繁重而精密的工作任务,他们需要在轨完成一系列科学实验、设备维护、应急演练以及与地面团队的沟通协作,每一项任务都需要精确执行,容不得一丝疏忽。
在空间站内,物资的管理是航天员的一项核心任务,天舟八号货运飞船为神舟十九号送来了种类丰富的物资,包括120多种食物以及节日礼包、生日礼物等。
这些物资不仅在营养上满足了航天员的需求,还在心理上给予了极大的支持。
食物的选择从八宝粥到坚果面包再到多种中西式肉类,搭配均衡而科学,让航天员即使在失重环境中也能维持健康的饮食习惯。
特别是节日礼包和个性化礼物,既拉近了航天员与地面的情感距离,也缓解了长期驻留太空可能带来的孤独感。
高效的协作并不仅限于饮食管理,航天员还需要处理多项复杂的科学实验与操作。
以全系统压力应急演练为例,这一演练旨在模拟空间站可能出现的失压情况,让航天员在失重环境中熟练掌握应对流程。
这类训练不仅考验个人技能,还需要团队之间的无缝配合,以及与地面控制中心的精确协调,通过这些演练,航天员能够熟悉设备的位置与操作流程,同时增强应对突发情况的心理韧性。
医疗救护在轨训练是另一个重要环节,航天员需要模拟在轨期间突发疾病或意外受伤的情况,从基础的急救措施到高科技医疗设备的使用,都需要他们在有限的时间内完成操作。
为了应对太空环境对身体的多重挑战,航天员不仅需要熟悉所有医疗设备的操作方式,还要定期进行听力测试、血压监测和睡眠质量评估等健康检查。
这些工作既保障了他们在轨期间的身体状态,也为后续任务提供了重要的医学数据支持。
心理支持同样是太空任务中不可忽视的一环,航天员长期在轨工作,面临与地面亲人和熟悉环境隔离的状况,心理压力难以避免。
通过视频连线,他们不仅可以向地面团队报告任务进展,还能与家人交流,分享自己的太空日常。
这种沟通方式既是心理疏导的重要途径,也让航天员在高强度任务中保持稳定的情绪状态,无论是家庭的支持还是团队的协作,都成为他们克服太空孤独感的重要动力。
在空间站工作生活的经历也为未来的技术发展提供了宝贵的经验,航天员在设备检测与维护中发现的问题可以通过反馈改进后续任务中使用的仪器。
通过长期监测,他们的健康数据也为科学家提供了关于失重环境对人体影响的宝贵参考,这种经验积累不仅对中国航天事业的未来发展具有重要意义,也为国际太空合作提供了可能性。
结语从适应失重环境到接受再生水技术,再到在轨工作的高效协作,神舟十九号航天员在太空生活的每一刻都充满挑战与希望。
他们的努力不仅推动了中国航天事业的发展,也为全球水资源危机的解决提供了新思路,太空探索让人类认识到科技的无限潜能,同时也提醒我们珍惜地球上的一切资源。
参考文章中国青年网2023年4月24日《取一杯天上的“水” 我们变废为宝》的报道
大河报2023年10月31日《神十六返回,航天员出舱后为何脸部浮肿,需要被抬着走?》的报道
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