航天服设计寿命舱外8小时,神十八舱外工作8.5小时,冒多大险?

寰球科学讲说 2024-06-04 08:33:00
摘要

本周我国神舟十八号乘务组进行了一次出舱活动,按照官方说法是约8.5个小时的出舱时间。所以8小时30分并不是一个准确的数字,不过这个时间创造了中国航天员的最长出舱时间记录。

从网络上流传的一个出舱详细时间记录是8小时23分。且此次出舱时长可以排在人类出舱暴露在外太空环境下的出舱时长的第三位。

最长的出舱时间是由美国航天员在2001年3约完成的。从下图可知,出舱时间几乎都维持在8个小时左右。实际上大多数的出舱时间都会维持在8小时以内。如果超出8个小时,航天员将会面临未知风险。

宇宙环境的极端性一、巨大的温差

地球的平均温度是15℃左右,一年四季变换,但是人们仍然遭受着夏季炎热和冬季严寒的威胁,许多体弱多病的人就因为气温或高或低而丧命。人类有记录的最高温度是58.5度,最低温度是零下71度。这种极端气温已经远远超出了人类的承受能力。

但是对比太空来说,地球的气温的变化、缓慢且稳定。这得益于地球的保温层——大气层。

可是在距离地球400公里的接近真空的近地轨道上,没有保温层。物体接受阳光的直接照射。根据研究统计,在太阳直射区域温度可以达到120度,太阳阴影区的温度仅有零下150度。也就是说,太空气温不但极端而且变化迅速。人类根本没办法在真空环境下暴露,否则不是冻死就是热死。

二、宇宙辐射

太阳系中充斥着各种各样的高能粒子和宇宙射线,正是因为地球存在磁场能够将这些高能粒子和射线束缚在两极地区,不逃逸到其他地区。这些栗子与大气作用就形成了极光。

但是在宇宙中就会直接暴露的高能粒子和射线之下。这些辐射如果直接作用在人体上,会导致人体免疫系统损伤,并引发基因突变或癌症。

三、巨大的压差

地球上存在气压,人体已经适应了这种压强。一个标准大气压等于760毫米高的水银柱的重量,它相当于一平方厘米面积上承受1.0336公斤重的大气压力。

真空中的压强为零。也就是说人体的压力要大于外界压力。这就会直接导致人体肺部逐渐膨胀,破裂而亡。同时人体体液会快速沸腾(体液变成液体,维持压力),最终导致器官受损。

四、低重力

我们人类已经适应了地球的重力环境,所有的行动都是基于重力基础上的。太空中因处于无重力或微重力状态,人类的行为受限,在地球上很简单的动作,在太空中可能会十分的复杂。

航天服的重要性

为了让人类能够在暴露的真空环境中进行作业,航天服的作用十分重要。我国新一代飞天航天服是由服装、头盔、手套和航天靴等组成,其中最复杂的是服装,共有6层组成,重量达到了120公斤,10分钟内可以完成穿戴,造价高达3000万元。

身高1.60~1.80米的人都能穿上这套航天服。这样极大的降低了成本。航天服是如何保障航天员生命安全的呢?航天员又是如何能够保证长时间工作呢?这就得益于贴心的设计方案了。

俗话说人有三急,在舱外的太空环境下工作,如果航天员有内急怎么办?这个不用担心,航天服最里层就是衬里和尿液搜集装置。毕竟出舱活动都是有计划的,不能因为内急而耽误任务。

此外,长时间的舱外工作会消耗大量能量,在航天服内还会装有饮水袋,饮水管会直通头盔内部,在饮水管旁还会有放置食物的长孔,内放置了棒状的食品。

航天服是一个秘密空间,人体会产生热量,所以在衬里外增加了散热的液冷通风层。随后是加压装置,保证人体内外压力平衡,外部还有限制加压气密层向外膨胀的限制层,再外面是隔热层,目的是隔绝太空外部的气温变化。最外部是保护层,具有一定柔软性和连接其他装置的接口。

航天服使用寿命

暴露在宇宙射线中,宇航服需要有耐穿透、耐磨损、耐高温、耐燃烧、耐腐蚀,防辐射的功能,这样才能保证航天员在温差波动大、辐射粒子、零压强的环境中生存。如下是美国、俄罗斯及我国的航天服特点。目前我国航天服可以承受单次8小时的工作时常,航天服的寿命是3年15次。

在这样复杂的太空环境中,除了上述防护外,还有必要生命维持系统包括:氧气罐、二氧化碳过滤器、无电线和其他通讯设备等。航天服一般能够提供6.5小时-8小时的氧气供应。不同航天员消耗的氧气速率也不一。

写在最后

整体来说,此次的神舟十八出舱的危险性不言而喻。这只是从理论上进行说明,因为无重力的影响,整体的操作过程也会出现风险,这就要求航天员拥有稳定的心理素质和坚强的意志。

6 阅读:6376
评论列表
  • DaviD 15
    2024-06-05 13:35

    并不是设计寿命舱外8小时,而是一次也就够存8个多小时的氧气,寿命还早着呢

  • 2024-06-06 17:14

    会不会起标题啊小鞭?什么叫设计寿命?应该叫设计续航才对

  • 2024-06-04 15:19

    空间站就像潜水艇,航天服就像潜水服

  • ZJW 8
    2024-06-04 16:52

    文不对题

  • 2024-06-05 11:45

    文案不对[抠鼻][抠鼻][抠鼻],东拼西凑[抠鼻][抠鼻]

  • 2024-06-08 17:44

    一次干不完就分两次干吧!航天员安全第一。

  • 2024-06-04 22:10

    地球上最低气温是当年苏联在南极洲的“东方”号科学站测得的-89度[得瑟]

  • 2024-06-09 09:06

    出舱时间最长难道不是阿波罗号的宇航员[呲牙笑][得瑟]

  • 2024-06-09 16:33

    八小时?在外太空露营?!

  • 2024-06-04 19:51

    我去,不饿吗[得瑟]

    77 回复:
    有能量饮料和尿不湿。
  • 2024-06-05 01:11

    什么时候可以实现反重力装置,到时空间站里就像平地一样

    时间逝去如流水 回复:
    重力其实就是引力源对有质量物体的吸引力吧……,反重力装置的原理就是创造一个新的引力源来对抗地球引力对有质量物体的吸引力吧……以我们目前的科学技术还没办法创造这东西吧……,单从目前的科学技术角度来讲的话,现在也就是可以创造一个利用离心力来模拟重力的环境来,原理不难,但是因为旋转离心力模拟重力对于人来说会产生眩晕感,而要减轻抵消这种眩晕感的话,模拟重力装置的旋转半径就得够长体积也得够大,加上其它原因,装置的各种成本就高的吓人了[得瑟]得看看有没有人来为这个成本来买单了?[得瑟]
    时间逝去如流水 回复:
    就是还是我知道的,还有更多不知道的,你自己查吧[得瑟]