吃——最容易的事變得復(fù)雜奇妙
吃飯、喝水對于生活在地球上的人來說,是一件再平常不過的事了,但在失重環(huán)境下的太空生活,宇航員的飲食就變得十分復(fù)雜而且特別奇妙.可以說,宇航員的營養(yǎng)需求、食品制備、供給和他們的進(jìn)食方式等都有一定的特殊性,與他們在地面生活的飲食有著很大的不同.
航天食品從本質(zhì)上講與地面普通食品是一樣的,都是為人體提供能量和營養(yǎng).但為了節(jié)省飛船的空間和發(fā)射時的有效載荷,宇航員攜帶的航天食品應(yīng)盡可能重量輕、體積小.如營養(yǎng)好的干化餅干和干化香腸,吃時用水泡一下,即可恢復(fù)到與新鮮食品相近的味道.航天食品除了要能經(jīng)受住航天特殊環(huán)境因素的影響,如沖擊、振動、加速度等的考驗(yàn)而不失效外,還必須針對宇航員在失重條件下生理改變的指數(shù)對膳食的營養(yǎng)素作適當(dāng)調(diào)整,如肌肉萎縮就要求食品必須提供充足的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì);骨質(zhì)丟失則要求食品提供充足的鈣以及適宜的鈣磷比例和維生素等.
宇航員在航天飛行活動中如何進(jìn)食,對他們來說是一個不小的考驗(yàn).在失重條件下,一杯盛滿水的杯子朝下朝上放都一樣,杯子里的水不會自動飄浮或?yàn)⒙涑鰜?如果放在桌子上,杯子會連同水一起飛起來.所以說,宇航員在地面上原有的吃飯、喝水習(xí)慣到了太空就完全不能適用了.一般來講,各種食物、零件、用具等都是固定好了的.宇航員從食品柜里拿出食品后,要把裝食品的復(fù)合塑料膜袋剪開一個小口,把叉子和筷子伸進(jìn)口袋里叉著往嘴里送.為了防止食品碎屑到處飄飛,影響宇航員或設(shè)備的正常工作,這種食品往往都用小包裝,制成與口大小相近的方塊、長方塊或小球狀的“一口吃”食品,吃時不必再切開.如果宇航員要喝水,吃湯、羹、汁、果醬時,直接從塑料口袋或牙膏狀的軟鋁管里,一點(diǎn)一點(diǎn)往嘴里擠就可以了.
隨著火箭技術(shù)的發(fā)展,宇航員從地面帶去的食品可以豐富些了.如濕食品或半濕食品的帶汁火雞、牛肉等,它們的水分含量和地面吃的正常食品相同.現(xiàn)在,宇航員們在太空艙里已經(jīng)可以使用微波加熱器來烘烤食物了.這種微波加熱器與地面上使用的加熱器有所不同.它上面有一些特制的凹進(jìn)去的小格.為了防止加熱時食物飄浮起來,需要加熱的食物都必須固定在這些小格內(nèi),插上電源后,一會兒就可以將食物加熱到可口的程度.有了它,宇航員們就可以品嘗到熱烘烘、香噴噴的紅燒牛肉、炒蛋、豬排等食物了,其口感與在地面沒有多大區(qū)別.
穿—一件衣服價值千萬美元
人們對于服裝的認(rèn)識往往只局限于其蔽體、保暖、美觀、大方等特點(diǎn),可是當(dāng)人類進(jìn)入太空就會發(fā)現(xiàn),航天服的作用早已超出了傳統(tǒng)范疇.因?yàn)?太空接近真空的壓力環(huán)境、極端的溫度環(huán)境,缺乏生命所需的氧氣,空間隕塵、空間碎片和空間輻射的威脅等,都需要航天服為宇航員在太空的生活和工作,提供一個良好的防護(hù)和保障系統(tǒng).
航天服按功能可分為艙內(nèi)航天服和艙外航天服.艙內(nèi)航天服用于飛船座艙發(fā)生泄漏、壓力突然降低時,宇航員及時穿上它,接通艙內(nèi)與之配套的供氧、供氣系統(tǒng),服裝內(nèi)就會立即充壓供氣,并能提供一定的溫度保障和通信功能,保證宇航員在飛船發(fā)生故障時能夠安全返回.而艙外航天服則更為復(fù)雜.它是宇航員出艙進(jìn)入開放的宇宙空間進(jìn)行活動的保障和支持系統(tǒng).它不僅需要具備獨(dú)立的生命保障和工作能力,包括極端熱環(huán)境的防護(hù)和人體平衡控制、氧氣供應(yīng)和壓力控制、服內(nèi)微環(huán)境的通風(fēng)凈化、測控與通信系統(tǒng)、電源系統(tǒng)以及宇航員視覺防護(hù)與保障,而且還需具有良好活動性能的關(guān)節(jié)系統(tǒng)以及在主要系統(tǒng)故障情況下的應(yīng)急供氧系統(tǒng).艙外航天服結(jié)構(gòu)上由微流量防護(hù)層(外罩)、真空隔熱屏蔽層、氣密限制層、通風(fēng)結(jié)構(gòu)和液冷服等組成,猶如一個獨(dú)立的生命保障系統(tǒng).一套艙外航天服系統(tǒng)通常比一個健碩的人還要重許多.它的價格自然也不菲,目前研制生產(chǎn)一件艙外航天服要花費(fèi)上千萬美元.
談到航天服,不能不講一下“太空噴氣背包”.這種背包高約1.25米,寬約830毫米,總重150公斤,內(nèi)裝12公斤液氮,共有24個噴嘴.它像一把沒有坐位的椅子,安在宇航員的背上.宇航員可以通過扶手上的開關(guān)控制24個微型噴嘴,噴射出背包里的壓縮氮?dú)?從而形成各個方向大小不同的反推力,實(shí)現(xiàn)不同方向的移動.有了這種噴氣背包,宇航員就能在茫茫太空中隨心所欲地翻筋斗、旋轉(zhuǎn),向上、向下、向前、向后地自由移動了.
住——密艙生活考驗(yàn)技巧
宇宙環(huán)境是極為惡劣的,對人體有害的主要因素是高真空、高缺氧、宇宙輻射、溫度差異等.在這樣的環(huán)境中宇航員是無法生存和工作的.于是,科學(xué)家研制出了一種與外界隔絕的密閉環(huán)境座艙用來保護(hù)宇航員.
供宇航員居住、生活和工作的密閉艙是宇宙飛船上的一個主要部分,是保證宇航員身體健康的環(huán)境控制與生命保障系統(tǒng).生命保障系統(tǒng)最為重要的是供水系統(tǒng).它的主要任務(wù)是供給宇航員生活用水和飲食用水.密閉艙是一個狹小的環(huán)境,必須對不斷產(chǎn)生的污染物加以凈化,以維持艙內(nèi)空氣新鮮,保證宇航員的身體健康.
由于失重飄浮,宇航員行動起來不像在地面上那樣自如,坐立不穩(wěn)搖搖晃晃,稍一抬頭仰身就有可能來個大翻身,彎腰時又可能翻筋斗,所以一切動作都得小心翼翼.航天飛行中,睡袋一般固定在飛船內(nèi)的艙壁上.在失重時分不清上和下,站著躺著睡都一樣,所以宇航員既可以靠著天花板睡,又可以筆直地站著靠墻壁睡,只要他高興.為了防止無意中觸及開關(guān),他們睡覺時必須把雙手束在胸前.宇宙空間中的睡覺姿勢很特殊,失重時,身體完全放松會自然形成一種弓狀姿勢.在空間軌道站上,宇航員已可享受分隔式臥室和床,但他們在睡覺時必須把自己捆在床上,以免翻身時因失重而飄離.
另外,在宇宙中航行的宇航員和地球上的人一樣,也需要有個人清潔衛(wèi)生的處理,如刷牙、洗臉、洗澡、大小便等等,但這一切都需要有特殊的設(shè)施和技巧.比如在失重時刷牙,牙膏泡沫很容易飄浮起來,水珠在艙內(nèi)飛飄,會影響人的健康和儀器正常運(yùn)轉(zhuǎn).為防止這個問題,美國采用一種特制的橡皮糖,讓宇航員充分咀嚼以代替刷牙,達(dá)到清潔牙齒的目的.宇航員洗澡時,需要將耳朵塞上,帶上護(hù)目鏡,就像潛水員一樣.當(dāng)人進(jìn)入浴室,還要穿上固定的拖鞋,這樣就不會飄浮起來了.美國“奮進(jìn)”號航天飛機(jī)上裝備有一種太空馬桶,造價高達(dá)2340萬美元.這種馬桶可貯存處理更多糞便,有獨(dú)立的尿液分離器,可將尿和糞便分開處理.馬桶上的氣流導(dǎo)引裝置,解決了失重條件下人體排泄的困難.
行——防止成為茫茫太空的人體衛(wèi)星
1965年3月18日,蘇聯(lián)宇航員列昂諾夫離開“上升”2號飛船密閉艙,系著安全帶第一次到茫茫太空中行走,開創(chuàng)了人類太空行走的先例.然而太空行走與人們在地面上的行走不能相提并論,其困難程度是常人難以想像的,需要諸多的特殊技術(shù)保障措施.
由于太空處于真空狀態(tài),沒有大氣層的保護(hù),溫度變化也很大,太陽照射時溫度可高于100℃,無陽光時溫度可低于-200℃,同時還存在著能傷害人體的各種輻射和微流星體,因此在太空行走時,必須身穿特制航天服.同時,由于宇宙飛船、空間站、航天飛機(jī)這些載人航天器密閉艙內(nèi)的人造氣壓、空氣組成基本與地面相同,故人體內(nèi)吸有一定量的氮?dú)?而航天服內(nèi)的氣壓較低,僅為大氣壓的27.5%,宇航員如果猛然出艙,遇到低的氣壓后血液供應(yīng)會較差,溶解在脂肪組織中的氮?dú)庥坞x出來卻不能通過血液帶到肺部排出而形成氣泡,因此可能造成氣栓堵塞血管,引發(fā)嚴(yán)重疾病.所以宇航員出艙前需要吸取純氧將體內(nèi)氮?dú)馀懦?以免隱患.
在太空行走的宇航員圍繞地球高速運(yùn)行時,在廣袤的空間中沒有參照物,無法分清物體的遠(yuǎn)近大小、速度快慢,如無保險(xiǎn)措施,就可能會丟失在茫茫太空中而成為人體衛(wèi)星.再加上載人航天器和自己都在運(yùn)動,宇航員有時會被搞得暈頭轉(zhuǎn)向,亦有可能出現(xiàn)危險(xiǎn),所以太空行走需要采取保險(xiǎn)措施———身系安全帶.安全帶猶如嬰兒的臍帶將宇航員與航天器連接起來,以防宇航員在太空中走失.1984年2月7日,美國的“挑戰(zhàn)者”號航天飛機(jī)在進(jìn)行第11次飛行時,宇航員布魯斯·麥坎德里斯穿著一種帶助推裝置的航天服,首次在不系安全帶的情況下在太空中自由行走了95分鐘,捕獲了已經(jīng)停止工作的“太陽峰年”號人造衛(wèi)星,并對其進(jìn)行修理,排除故障后又將其重新送回軌道.布魯斯完成了航天飛機(jī)首次捕獲衛(wèi)星的任務(wù).這次太空行走也為人類在太空中的活動開創(chuàng)了新的天地.但為了保險(xiǎn)起見,現(xiàn)在宇航員仍被要求系安全帶.萬一宇航員不能自己走回航天飛機(jī),可以用牽引纜索把他拉回來.
太空生活看似有趣,實(shí)際上是對宇航員生存技巧的一大考驗(yàn).看來要做個太空人,享受一下與地球人不一樣的生活,還真不是件容易事.(張國權(quán))
《中國國防報(bào)》 2003年10月14日
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