太空生存探秘:航天员的衣食住行医以及太空性爱
太空环境与地球表面环境有很大不同,最显著的是失重,人体所有与重力有关的感受都发生异常。此外,还有高真空、缺氧、极度的温度变化、可怕的宇宙辐射、大量的微陨尘等,所有这些都会对人体产生致命危害。“神舟”五号飞船航天员在太空是如何生活的?记者为此采访了我国航天专家,了解到航天员在太空的衣食住行医
1、衣:航天服总重10公斤
在太空穿衣服不仅是为了保暖、遮体,主要是为了保护生命。
航天服的功能是维持大气压力、提供氧气、排除二氧化碳,防宇宙辐射、隔热、防微陨尘,保护航天员在太空的生命安全。
航天服由特殊的服装、头盔、手套和航天靴组成。从功能上看,航天服有舱内服、舱外服两种;从服装内压上看,有低压服、高压服之分;从结构上看,可分为软式、硬式和软硬结合的航天服。无论哪种航天服都由多层组成,必须相互连接形成一个整体,各层质量要高、重量要轻、厚度要薄,以免影响航天员的行动。
“神舟”五号使用的是舱内低压航天服,大体分为4层:第一层为内衣裤,布料是纯棉布;第二层是保暖层,它和内衣裤结合,选用太空棉制成;第三层为通风散热层,由很长的微细管道连接在衣服上,在人体与外界隔绝的情况下,它可以把人体产生的热、水和气味带出去;第四层是气密加压限制层,通过充气加压,使身体有足够的压力。舱外航天服还要加上真空隔热层。
航天飞机或飞船发射时,航天员必须穿上橘红色的加压服。它的主要功能是在航天器座舱发生故障而丧失压力时,给航天员提供正常的大气压,帮助航天员安全返回地面;如果航天员降落到水中,它还能保暖防寒,而且橘红色既醒目又防鲨。
进入轨道后,航天员的穿着比较随意,可以是长袖服装或短袖运动衫,甚至是短裤。在向地面报告工作时,他们会穿上较正式的飞行服。
进行舱外行走时,航天员必须穿上舱外活动太空服。它由特殊材料构成,可以防热、防寒、防太空碎片、防宇宙尘、防辐射和提供氧气等。活动服包括上身、手臂、下肢和头盔等部分。航天员在舱外活动8小时,必须返回充电和补充消耗品。舱外活动服使用24次后,就要送回地面进行保养和维修。
中国航天员的首批航天服摸起来质感很好,既漂亮又精致。整套衣服的主色调是乳白色的,局部位置镶有天蓝色的边线。衣服心脏部位有一个可以拧动的圆形装置,用来调节衣服内的压力、温度和湿度。衣服右腹部位置有一根细管,是航天员的通信工具;左腹部处有两条管路,是给航天员供氧和排放二氧化碳的设备。这种航天服属舱内航天服,除了头盔和胶皮手套,整个航天服是用一种特殊的高强度涤纶做成的,能够满足航天员在飞行上升段和返回地面时的各种要求。
中国航天服是连体式造型,胸前有两条呈V字形的拉链。打开拉链,将腿伸进去,便可循序地穿在身上。整套衣服重约10公斤,航天员在正常情况下穿戴整齐需要3分钟时间。航天手套是按照航天员手的大小定做的,手套与服装袖口用压力密封分离环相连。航天靴由压力靴和舱外热防护套靴组成,其中压力靴是服装气密加压限制层的延续。航天头盔由头盔壳、面窗结构和颈圈等组件构成。头盔具有减震、隔热、消声、通风、供氧等功能。
据专家介绍,一套航天服的价格与一辆豪华轿车差不多。
2、食:太空菜单80多道
特定的航天环境使航天员的口味要求变得非常特殊,吸收消化能力也受到一定影响。航天食品就是为适应这些特点而产生的。
航天食品必须包含足够的、完善的科学营养,如人体每天所需的蛋白质、脂肪和糖等,并保证含有钙、磷、镁和钾等主要无机元素,还要含有铁、锌、硒、碘等微量元素,以及维生素A、E和其他各种水溶性维生素。此外,航天食品要设法限制食物中的钠、水和纤维成分,以减少航天员的大小便次数。
早期太空食品主要是糊状食品、牙膏状食品,由于口感不好、不易软化、碎屑多,基本已被淘汰。如今,航天员的菜单上已有80多种可口的食品和饮料。
太空食品可分为日常菜单食品、应急供应食品和舱外活动食品,以适用、营养和方便为标准,主要有水果、蔬菜、乳制品、肉蛋类食品、零食、饮料、汤类和调味品等。
科学家们对航天食品进行了科学分类,大体分为6种:一是即食食品,是不需要加工,拿过来就吃的食品;二是复水食品,属于冷冻干燥食品;三是热稳定食品,这类食品是经过加热灭菌自理的软包装和硬包装罐头类食品;四是冷冻冷藏食品,这类食品是在地面上冻好带进太空的,融化后可食用;五是辐射食品,经过放射线杀菌后的食品;六是自然型食品,地面上没经过处理的食品,如新鲜水果、蔬菜、面包、果酱等;七是复水饮料,冲剂或软固体饮料。
在太空,航天员只需固定好身体的某一部位就可进餐,食品飘在空中,只要一张口,即可入嘴。另外,用匙比叉可靠,如用匙盛牛奶,如果拿匙的手左右晃动,牛奶是不会被晃出的,因为在微重力条件下,液体的运动只受表面张力、内聚力和粘着力的控制。
中国特色的航天食品除了种类繁多的鱼、肉类罐头,面包等传统食品已不多见,主食是脱水米饭、咖喱米饭等,全装在银灰色的袋子里;菜肴也很丰盛,有鱼香肉丝、宫爆鸡丁等,甚至还有大虾等海鲜。它们都是固态复水食品,航天员进餐时,只要将热水倒进去即可食用。由于中国人爱喝茶,所以除了橙汁等常规饮料,冰红茶、绿茶等时尚的现代饮料也一应俱全,不过它们不是液体的,而是小砖头般的固体饮料。水果经过了特殊加工,把草莓、苹果、香蕉、水蜜桃等水果在低温下冷冻,去掉水分,再经过几个程序的加工,橡皮般大小的冻干水果便做成了。
据介绍,我国加工的航天食品在“神舟”三号飞船上,已作为特殊“乘客”上天转了几圈。经检验,这些美味可口的食品都经受住了太空环境的考核,就等着在“神舟”五号上为中国第一位航天员服务了。
3、住:蜗居虽小生活挺好
在太空的居住环境无法与地面相比,主要是空间狭小,美国第一艘载人飞船只能容纳一个人,舱内面积仅有1.7立方米,穿着太空服的宇航员半躺在里面,身体几乎不能活动。“神舟”五号的活动空间相对来说已变大了不少,但也不足6立方米。好在飞船在天上的时间只有几十个小时,如果要在那样的地方长期呆下去,宇航员就很难正常生活了。
随着航天飞机和空间站的问世,太空居住空间有了明显改善,但与地面居住仍无法相比。
在太空微重力条件下,睡眠不受姿势的限制,可以躺着睡、坐着睡、站着睡,甚至倒立着睡。在微重力条件下睡眠不需要床,你只要在居住舱中找一个角落,没有噪声和振动干扰,便可以舒服地睡上一觉。但在睡前一定要用一根带子将自己固定起来,否则当你睡着后,由于呼吸的推力会将你的身体推到空中,在舱内飘来飘去,直到碰到某个物体把你撞醒。不过“神舟”五号不会有这种情况,因为空间有限,航天员基本固定在坐椅上。
航天员一般在睡袋或卧厢中睡觉,每天睡眠8小时,起床时,闹钟会将航天员闹醒。有时地面控制中心会放“起床音乐”,有摇滚乐、乡村音乐、古典音乐等。
航天员也要梳头、剃须、刷牙、洗澡和上厕所等。理发时,必须用吸尘器立即吸走碎发,以免污染环境和侵害人体。洗头则用一种不需要清水漂洗的洗发剂。太空洗澡主要是“海绵浴”,只需一块干布和两块海绵布。失重条件洗澡,不需要太多水,因为极易粘在皮肤上的水不易流掉。目前,只有美国“天空实验室”上有淋浴设备。
航天员在太空用的是抽气马桶,马桶内不使用水,而是气,上厕所要将自己固定好,臀部要贴紧马桶边缘,如果马桶内部与外边不能完全密封,气流便不能将大小便带走,大小便会飘逸出来。航天员用水很节约,水源主要是呼吸产生的湿气,经过再生处理,供给航天员使用。
在太空,航天员的氧气保障十分重要。短期飞行的宇宙飞船供氧气源是从地面带到太空的,其储存方法有三种:一种用高压气态储存;另一种是用低温超临界液体储存;第三种方法是固态储存,它利用含氧化合物的化学反应放出氧气。目前,俄罗斯和美国都是使用以上三种方法保证航天员的供氧。
在太空中保证对航天员安全供氧,必须消除有害气体。根据国外发射的航天器检测结果,舱内有300多种污染物,但绝大多数浓度非常低,不足以造成对人体的危害,其中最大量的是二氧化碳,这是人体呼吸的产物。要消除二氧化碳气体,可采用活性碳法、超氧化物、无水氢氧化锂等方法吸收二氧化碳和其他有害气体,保持空气的清洁。
4、行:宇宙空间的真正飞人
航天员离开载人航天器乘员舱,进入太空的出舱活动称为太空行走。太空行走需要进行复杂的准备过程。
首先,航天员需要吸氧排氮,同时戴上供氧面罩,吸氧完毕,再穿戴太空服。因为舱内是氮氧混合气,太空服内是纯氧大气,如航天员突然进入,容易产生减压病。一般情况下,在吸氧排氮之前,可通过适当增加座舱氧气浓度,降低座舱大气压力,缩短吸氧排氮时间。
