|  站内搜索:
网站首页 > 时事聚焦 > 时事热点 > 阅读信息
天和航天员出舱任务为何吸引全球目光?解读舱外活动3大关键技术
点击:  作者:“梦醒锦官城”    来源:“梦醒锦官城”公众号  发布时间:2021-07-06 09:42:38

 

1.webp.jpg 

【4日,在北京航天飞行控制中心大屏拍摄的航天员在舱外工作场面。】

 

天和核心舱航天员出舱全过程直播估计不少人都看了,相信看完后,大多数人感受到的都是“不明觉厉”四个字。

这个词啥意思呢——虽然过程看不太懂,但感觉很厉害。

央视直播时主要播放的是重点镜头,而且由于身处太空有很多画面都是静默的,绝大多数观众都不是航天专业人士,看不太明白也属正常。

1.png

【中国航天员出舱(图源:央视直播)】


有鉴于此,作者君特撰此文,为大家简单讲讲此次出舱行动背后的奥秘,至少读完本文后,各位对此次中国航天员的舱外行动将会有更深入的了解。

第一,中国空间站上的“断龙石”——节点舱


金庸笔下《神雕侠侣》里过儿和姑姑生活的地方是在古墓派的“活死人墓”。
话说这“活死人墓”甚是奇特,平常与世隔绝不说,墓门口上还有一处“断龙石”,李莫愁杀入墓中时,小龙女不敌,于是当机立断放下“断龙石”,彻底封住古墓派进出通道,要与那女魔头同归于尽。

天宫空间站上,也有这么一处功能类似隔绝内外的“断龙石”,名字叫作“节点舱”。

2.png
【端头红圈处为“节点舱”,也叫“气闸舱”】

众所周知,太空环境对人体来说是致命的,人一旦暴露在太空中将很快失去生命,因此航天员要离开空间站,就必须采用一套复杂的出舱活动流程,避免生活科研为主的生活舱与太空直接接触,所以就有了“气闸舱(节点舱)”的诞生。

这个“气闸舱”有两道门,一道与生活舱连接,另一道打开便是太空。航天员要到空间站外边,首先得进入“气闸舱”,穿好宇航服,然后将两道门紧紧锁住。

紧接着“气闸舱”里的空气被迅速抽出,基本成为与外界太空一样的真空,这时航天员才会打开与太空连接的那道“出舱舱门”,走到空间站外。

3.png

【气闸舱上与太空相连的“出舱舱门”(图源:央视直播)】


航天员从外面回来,则是把之前的步骤逆向操作一遍,先在“气闸舱”内注入空气,气压上升到与生活舱一致,然后才会脱下宇航服,并打开“气闸舱”连接生活舱的那道门,回到生活舱中。

“气闸舱”能最大程度避免空间站宝贵空气的泄露,而且宇航员如果从外面带了什么有害物质或病菌,也可在此处解决,避免带进人员生活舱中,所以“气闸舱”其实也是一道保障空间站安全的检验措施。

“气闸舱”技术是一项不折不扣的顶级科技,对材料科学、控制系统、工业制造水平都有着极高的要求,目前世界上只有中美俄才完全掌握了“气闸舱”的设计制造方法。

1.webp (1).jpg

【箭头所指为生活舱与气闸舱相连的那道门(图源:央视直播)】


额外再说个小细节,直播时细心的观众应该发现开舱门前地面控制人员大声说了一句“吸氧排氮”。

那么什么是“吸氧排氮”呢?

人体中气体成分和空气一样,氧气占21%,氮气约占79%,航天员进入太空时,由于太空是真空,人体中的气体会猛地向体外逸出,给人体造成皮肤发痒、肌肉疼痛、胸闷等不良症状。

因此航天员出舱前需要吸氧置换体内留存的氮气,这样他们出舱进入太空时,身体机能才不会受到影响,这个过程,就叫“吸氧排氮”。

4.png

【气闸舱内部看气闸舱与生活舱相连的那道舱门(图源:央视直播)】


第二,令人难以想象的“黑科技”——航天服

 

从广义上讲,航天服有内外两层,内层为液冷服,即下图上航天员所穿的这套蓝色服装。

这套贴身衣服也是个“黑科技”,其主要作用是帮助人体散热。这件薄薄的衣服里包含有一套“液冷系统”,它可以通过冷液循环带走人身上多余的热量,然后热量被送入航天器背包中进行处理。

具体原理比较复杂,我就不赘述了,只告诉大家它的效果——只要提供能源,可以一直保持恒温20°C。

换句话说,如果您在家里穿上这么一件贴身衣物,无论是大雪纷飞的严冬,还是暑气蒸腾的盛夏,身上永远保持着20°C的宜人温度。

1.webp (2).jpg

【航天员身着的蓝色“液冷服”(图源:央视直播)】


科幻吗?

很科幻。

但是,这就是科技改变人类!

当然,目前这么一套衣服的价格还非常感人,原则上家里有矿也买不起,也买不到,要真正实现民用,估计还得再等等才行。

至于外层的航天服,技术含量一点不比内层这套液冷服少。

它是由多种纤维复合织物制成,其中包括高等级防弹背心材料,具有良好的柔软性、耐穿透、耐磨损、耐高温、耐燃烧、耐腐蚀、耐辐射。用大家通俗一点的说法讲,就是“刀枪不入、水火不侵”,和黑熊怪偷的唐僧那件佛门至宝“锦澜袈裟”,实有异曲同工之妙。

5.png

【中国航天员宇航服(图源:央视直播)】


第三,凌波微步——太空舱外活动先进技术


看到这里,估计会有些读者会问了,空间站上没引力,行动困难些可以理解,但称之为“先进技术”是不是有点太过了?

坦白说,一点都不为过,因为就算是普通活动,在空间站外部行动也是高科技级别的。

这一次航天员天和核心舱的舱外活动,我们看到的是航天员抓着把手前行,安全相对有保障。

但是,空间站并不是在地球上,它是在太空中,十万火急的情况随时都可能发生,比如空间站被微型陨石击中发生空气泄漏。这时航天员根本没有时间抓着把手一步步挪过去,而只能选择直接“飞”到修理点处理问题。

7.png
【中国空间站】

这是一项具有极端危险性的工作,稍不注意舱外的航天员就会被空间站弹飞到太空中,所以空间站宇航员的“舱外活动”是一整套严肃的科学技术。

航天员在出舱进行“太空飞行”时,将严格被物理规律所支配,根据国内外专家的计算以及国际空间站的经验,航天员出舱后将与空间站保持数个不同的相对运动轨迹(和离舱点相关),航天员的运动轨道通常是呈椭圆形。

而航天员离舱时所用力度、角度,都将影响他在“太空飞行”时的轨道,力度角度稍有偏差,就会掉入太空中,所以航天员必须拥有丰富的物理知识以及经过千百次的训练,才能在太空中进行离舱飞行活动。

现在中国航天员已完成扶手行走,加上以后个人微动力太空移动装置的逐步完善,我们完全可以期待在不久的将来,中国宇航员在太空中真正实现离站行走的“凌波微步”。

6.png

最后再说上几句,中国航天在美国的封锁下,一步步自主走到今天完全是一场伟大的奇迹。

就拿前文提到的“液冷服”来说,我所看到的最早一份资料日期是在上世纪九十年代初期,那是一篇计算航天员“产热和散热”的论文。航天医学专家在其中严格计算出了人体热量的具体数据,计算出了“液冷服”冷却所需要的功率。

由此可见早在九十年代初期,中国对太空服的自主研究就已起步,经过长达十几年的艰难摸索,才真正生产出了杨利伟将军首次飞天时所使用的航天服,这充分表明,正是靠着一代代航天人永不言败的精神和坚持不懈的付出,才有今日中国航天的辉煌成就。

 

向中国航天、中国航天人,致以最崇高的敬意和问候!

 

(来源:昆仑策网,转编自“梦醒锦官城”)


 

【昆仑策研究院】作为综合性战略研究和咨询服务机构,遵循国家宪法和法律,秉持对国家、对社会、对客户负责,讲真话、讲实话的信条,追崇研究价值的客观性、公正性,旨在聚贤才、集民智、析实情、献明策,为实现中华民族伟大复兴的“中国梦”而奋斗。欢迎您积极参与和投稿。

电子邮箱:[email protected]

更多文章请看《昆仑策网》,网址:

http://www.kunlunce.cn

http://www.kunlunce.net

责任编辑:红星
特别申明:

1、本文只代表作者个人观点,不代表本站观点,仅供大家学习参考;

2、本站属于非营利性网站,如涉及版权和名誉问题,请及时与本站联系,我们将及时做相应处理;

3、欢迎各位网友光临阅览,文明上网,依法守规,IP可查。

昆仑专题

高端精神

热点排行
  • 一周
  • 一月
  • 半年
  • 建言点赞
  • 一周
  • 一月
  • 半年
  • 图片新闻

    友情链接
  • 北京市赵晓鲁律师事务所
  • 186导航
  • 红旗文稿
  • 人大经济论坛
  • 光明网
  • 宣讲家网
  • 三沙新闻网
  • 西征网
  • 四月网
  • 法律知识大全
  • 法律法规文库
  • 最高人民法院
  • 最高人民检察院
  • 中央纪委监察部
  • 共产党新闻网
  • 新华网
  • 央视网
  • 中国政府网
  • 中国新闻网
  • 全国政协网
  • 全国社科办
  • 全国人大网
  • 中国军网
  • 中国社会科学网
  • 人民日报
  • 求是理论网
  • 人民网
  • 备案/许可证编号:京ICP备15015626号-1 昆仑策研究院 版权所有 举报邮箱:[email protected]
    携趣HTTP代理服务器