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发布时间:2020-06-28 02:31:11

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作者:冯志远

出版社:辽海出版社

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太空生存纪实

太空生存纪实试读:

前言

神舟七号飞上太空,嫦娥一号光临月球,火星探测器的发射……让我们乘坐如彗星一样的宇宙飞船遨游太空的时候就要到了!你准备好出发了吗?

航天,原是一个神秘的字眼,但随着科学的进步,它已逐步撩开了裹在其身上的神秘面纱。

航天活动包括航天技术(又称空间技术),空间应用和空间科学三大部分。

航天技术是指为航天活动提供技术手段和保障条件的综合性工程技术。空间应用是指利用航天技术及其开发的空间资源在科学研究、国民经济、国防建设、文化教育等领域的各种应用技术的总称。空间资源系指地球大气层以外的可为人类开发和利用的各种环境、能源与物质资源,入空间高远位置、高真空、超低温、强辐射、微重力环境、太阳能以及地球以外天体的物质资源等。太空资源泛指太空中客观存在的、可供人类开发利用的环境和物质。主要包括:相对于地面的高远位置资源,高真空和超洁净环境资源,微重力环境资源,太阳能资源,月球资源,行星资源等等。

青少年学习研究航天知识,不仅能为未来开发太空插上腾飞的翅膀,还能为我国及世界的航天事业做出贡献。事实上,太空上可利用的资源远比地球上可利用的资源要丰富得多,而人类对太空的认识才不过刚刚起步。

为了便于青少年系统地学习和掌握航天科学知识,我们特地选编了这套“航天公园博览”,分别是《太空科技之窗》、《航天器展览室》、《火箭发射模型》、《卫星飞行视频》、《航天基地游览》、《外星登陆试验》、《空间站观摹厅》、《太空生存纪实》、《航天科学家档案》和《航天飞行员写真》等10册。

这些内容涵盖了航天领域的方方面面,从航天事业的起源、发生、发展,一直到最先进的登月、太空行走全过程,阅览全书,能够使青少年站在当今科技的新起点寻找开发宇宙空间的突破口,为人类征服太空贡献自己的力量。

本套航天博览丛书具有很强的科学性、知识性、前沿性、可读性和系统性,是青少年了解航天、增长知识、开阔视野、提高素质、激发探索和启迪智慧的良好科谱读物,也是各级图书馆珍藏的最佳版本。

太空人

太空人是对宇航员的俗称,也是指驾驶、维修和管理航天器并在航天过程中从事科研、生产和军事等活动的人员。太空人英文名“中国航天员”有了英文名Taikonaut。“Taikonaut”最先是由马来西亚华人科学家赵里昱1998年在网络科技论坛里使用的。这一年,中国组建了中国航天员大队。2003年,神舟五号把第一名中国航天员送入地球轨道时,英文“太空人”也和杨利伟的名字一样,一举成名。

两年后,神舟六号从酒泉卫星发射中心起飞,带着2名中国“太空人”费俊龙和聂海胜在太空遨游了5天。时隔3年,已经成功发射的神舟七号将实现中国人的首次太空行走。届时,中国将成为继俄、美之后第三个掌握太空出舱技术的国家。太空人由来

当中国人即将迈出太空第一步的时候,一个以中文为词根新造出的英文单词“Taikonaut”(“太空人”),也在世界各地关于“神七”的报道中频频出现。

新单词是汉语拼音“太空”(“Taikong”)和希腊词“naus”(航行者)组成。西方媒体越来越多地用这个新词来称呼中国航天员。这个诞生不久的英语单词已被收入主流英文辞典中。在牛津简明英语辞典第11版中就有“Taikonaut”,并解释为“专指中国航天员”。英文朗文辞典也收录了这一词汇。与此对应的是“Cosmonaut”,专指前苏联和俄罗斯的航天员。“太空人”被西方接受,并收录到主流英文辞典,反映出中国在世界舞台上日益增强的科技影响力和国家整体实力。中国太空人

2003年10月15日,杨利伟乘神舟5号进入太空,历时21小时返回地球。

2005年10月12日,费俊龙和聂海胜两名中国航天员被送入太空,历时5天返回地球。

2008年9月25日,翟志刚、刘伯明、景海鹏三名航天员进入太空,历时2天20小时28分返回地球。

太空生活

遥望夜空,人们总是传说,美丽的嫦娥在月亮上过着幸福的生活。而在上海举办的世界太空科技文化展为人们打开了一扇真正的太空生活之门。

在展会上,身着舱外活动宇航服的人员在进行表演。

这是世界上最贵的衣服,每一件价值1000多万美元。凡是大气层为地球居民所提供的各种保护,宇航服无不具备:提供氧气、排除二氧化碳、防辐射、温度控制、压力控制,它可以使宇航员在太空安全地生存9个小时。

在戴上头盔之前要先戴上史努比帽,它包括一个麦克风和一个耳塞,这是与地球联络的生命线。

航天飞机的工作人员始终穿着一件由特殊材料制成的保暖内衣,上面的橡皮水管可以带走身体产生的热量。

宇航员穿的靴子,靴底由硅胶注成。太空中,阳光下和阴影中的温差可达200度,所以太空靴外面的防护套由很多层既防辐射又耐高温、低温的材料制成。

在失重的太空吃饭成了问题。宇航展还展出了宇航员所吃的食物,这些食物都是经过浓缩、脱水的,吃的时候要先打开一个小口,把水灌进去,等它们膨胀得跟原来差不多的时候,才能慢慢挤压出来吃,但是这些脱水食品并非象压缩饼干那样难咽,它们仍然保持着原有的风味和营养价值。但失重使脑部充血,影响了宇航员的味觉,所以吃起饭来并不香。

吃下去的东西要排泄,小小的生活琐事在失重的状态下并不容易解决。随身携带于宇航服下的收集尿液的装置,使宇航员免于脱衣服去卫生间,而座便器的特殊之处在于能够产生一个吸引力,在失重状态下有助于宇航员顺利排便。

由于不再支撑体重,骨骼中的钙会流失,肌肉会萎缩,宇航员每天必须在外加重力的情况下完成所有的训练计划。

因为失重,在太空睡觉时任何姿势都一样,站着和躺着不存在区别,为了防止睡觉时飘来飘去,宇航员都采用拘束袋,将自己固定在舱壁上。但是在主舱很难睡好觉,因为每隔45分钟太阳就会升起一次。

在太空洗澡非常麻烦,淋浴间的下面要安装吸管,将水和蒸汽向下抽,还必须把脚固定起来,否则水一冲,人就会翻跟头。

在航天飞机中,打扫卫生是一件十分重要的工作,一些废物如头发、面包渣、咖啡、果汁等会变成一个个小球,飞来飞去,如果飞到仪器内是很危险的。

空间站里有垃圾处理中心,为了保护太空环境,所有的工作和生活垃圾必须先在这里干燥和粉碎,变成粉尘之后才能排入太空。

现在,科学家们正在研究人工重力,它将使未来的太空生活与地球上没有太大差别,使太空变成人类在地球之外的另一个家园。

生活在太空

1957年10月4日,前苏联成功地发射了世界上第一颗人造地球卫星“卫星”号,标志着人类已经具备了靠人的智慧和力量初步挣脱地球引力把一种重物推出大气层的能力。1%1年4月12日,前苏联宇航员加加林驾驶飞船首次进入太空,开创了载人航天的新纪元,人类真正实现了“冲出大气层”的愿望,树立了人类向太空进军的里程碑。随后的30多年,世界航天技术实现了巨大的突破,人上月球,“船”探宇宙,卫星定点,往返天地,真乃花样繁多,日新月异,使人惊叹不已。

航天飞行的成功是几千年来人类积累的物质和精神财富结出的光辉硕果。二次世界大战以来,基础研究包括材料、工艺、医学等领域的长足进展更给它提供了丰富而直接的营养。

航天事业的发展又回过头来,以其自己的成果扩大了人类的眼界,推动了许多学科的蓬勃发展,帮助我们获得更多的,甚至无法在地面上得到的精神和物质财富。

然而,人类不能“赤手空拳”地进入空间和踏上别的星球。他需要解决从地球到遥远的空间或其他星球必然会遇到的所有切身问题:缺氧、失重、低气压、真空、极端温度、饮食、排泄、睡眠、行走、工作……那么人类要生活在太空须具备什么条件呢?

冲击和振动

火箭发射的时候,存在着巨大的冲力,这种冲力是汽车和电车的几十倍。一般人在0.15g冲击下,就会感到不舒服。而运载火箭发射时有几个g和十几个g的冲击力。怎样战胜这种冲击力,人们通过离心装置测定,如果躺在飞船内,在7g的冲击力下,可经受100秒,在10g冲击力下可经受30秒钟。利用这一生理特点,让人横躺在飞船内,让火箭用较小的加速度起飞,宇航员就可以摆脱冲击力的折磨而顺利踏上飞往太空的旅途。

振动来源于火箭发动机。运载火箭在发射台点火时抖动,其低频振动最大,但时间很短。随着上升速度迅速增大,气动力更会引起火箭剧烈振动。上升到一定高度时,大气密度减小,振动逐步减弱。由于火箭点火发射上升所需的时间只要2分多钟,因此,只要采取适当的减振措施,振动并不是十分严重的威胁。

失重环境

失重是人进入飞行轨道遇到的一个特殊物理因素。宇宙飞船绕地球轨道作圆周运动时,飞船运动的离心力和地球对飞船的引力相等,由于这两种作用力方向相反,使飞船中的人和物体处于一种失重状态。宇航员在太空飞行,少则几天、几个月,多则一年甚至几年。长期处在失重条件下,对人体产生许多不良影响。人在长期稳定的地心引力条件下生活,重力对人体各部分的作用不同,因而形成了一定的比例,骨骼结构的坚固性和它的功能,肌肉活动、体液分布的特点,保证了人体对重力的对抗,使人得以生存和发展。习惯于地球重力条件下生活的人,一旦进入失重环境,人体重量就会顿然消失,行动起来就会身轻如燕,犹如飞翔在空中,有“飘飘然”的新奇感,吃饭、喝水、穿衣、睡觉等一切生活同地球重力环境有根本的区别。更为重要的是,在失重环境下,人的生理功能也要发生变化,如血液要重新分布,大量血液涌向上身,骨盐代谢紊乱,骨质会严重失钙。多数初人失重环境的人出现类似地面晕车、晕船的航天综合征。

失重并不会引起严重的生理障碍,消除了失重危害人体安全的顾虑。只是人在失重条件下生活与地球上有许多不同,人必须从生活内容、生活方式、生活习惯上要适应失重的变化,采用全新的方式进行。

真空环境

随着飞船离开地面高度的增加,空气越来越稀薄,大气压强不断下降。人在这种环境中生活,必须采取特殊的保障措施,如载人飞船必须天衣无缝,并在飞船内造就人工的小气候,与地球气候大致相似,以保证宇航员的正常生活和工作。考虑到飞船漏气和裂纹等故障时,不使宇航员暴露在真空环境中,宇航员必须身着宇航服,以加强自我保护。

“流星”的危害

当地球公转经过某些流星体轨道时,流星体会以每秒11至73千米的速度闯人地球大气层,与大气分子剧烈撞击和摩擦,产生强烈的热和光,这叫“流星”现象。没有燃烧完的流星体落到地面上来叫做“陨星”。根据其化学成分可分为陨石、陨铁、陨铁石。目前世界上已发现的陨星约1700颗。另据卫星测量,每天约有3000吨的流星物质进入大气层,形成宇宙尘。此外,自1957年发射第一颗人造卫星以来,全世界已发射了3000多颗卫星人轨,目前约有1600颗卫星尚在轨道运行。每发射一颗卫星,在太空要留下10个左右的辅助设备残骸。这些卫星寿终正寝后的碎片及其辅助设备的残骸,散落在茫茫的宇宙中,形成新的流星,即宇宙垃圾。1983年,前苏联发射的一颗宇宙系列人造卫星,曾被宇宙垃圾击中留下了撞击的伤痕。1984年美国“挑战者”号航天飞机返回地球时,发现一处有直径为1厘米的裂纹,经查实系0.2毫米左右的涂料碎片撞击所致。

航天噪声及其危害

在发射上升阶段的噪声,主要是火箭发动机所产生的喷气噪声和飞船通过稠密大气层所产生的摩擦噪声。当发动机点火时,地面噪声最大,噪声以发射台为中心向四面扩散,这一阶段噪声持续时间为120秒。其中飞船起飞后碰秒时总声压级最大,高达162分贝,其舱内噪声达125分贝。

在轨道飞行阶段噪声,主要来源于飞船舱内的生命保障体系。由于生命保障体系必须始终保持运转状态,因此噪声一直伴随着宇航员,其总声压达30~75分贝。

根据地面测定,人耳所承受的噪声是有限度的,声压超过140公贝时,会引起耳痛,超过160分贝,会损伤听觉机构。45分贝噪声会妨碍通话,30分贝以上的噪声,会干扰睡觉和休息。噪声声频若接近人体腹部的自然频率,还会造成人的内脏移动,导致肠胃紊乱,出现头晕和呕吐等病状。据此,为太空飞行制定了噪声的容许标准。这些标准是:上升和返回阶段舱内容许噪声为125分贝,轨道飞行阶段容许噪声30昼夜飞行为印分贝,8昼夜飞行为75~80分贝。采取以下措施防止噪声的干扰,座舱壁衰减噪声30~40分贝,宇航服可衰减5~10分贝,头盔可衰减20~25分贝。这样以来,到达宇航员耳朵和身体表面的短时噪声强度就只有115~120分贝,是能够抗拒的。

空间的其他不利因素

超重、高能粒子、宇宙线等空间环境对宇航员太空飞行也有影响。

载人飞船在上升阶段的加速度达8g,再人大气层时减速度达11g,卸口速度作用下,人体的体液和内部组织发生位移,引起胸痛、呼趿困难、肌肉紧张、极端受压、流泪黑视。

载人飞船在外层空间飞行,失去了大气层的保护,完全处在紫外线、宇宙线、高能粒子的包围之中。在这种状况下,人若没有特殊保护一刻也不能生存。

座舱

座舱是整个载人飞船或空间站的核心部分,由于要为宇航员提供类似地球环境的生活条件,其特点一是坚固,座舱的结构要有足够的强度与刚度,经受大气层的剧烈摩擦而不解体,能承受200℃以上温差的变化不变形,能在辐照和强烈振动的条件下可靠地工作;二是轻便,轻便是航天器设计的重要指标,发射飞船时,运载火箭的运载能力与有效载荷(卫星或飞船)的比例大致为,100:1,即100千克的火箭仅能把1千克的有效载荷发射人轨;三是密封好,飞船运行在几乎没有空气的太空,轻微结构变形都会导致飞行器内部气压的变化,使仪器设备失灵,导致严重的人身事故。

因座舱的设计不仅要考虑到发射时的要求,还得考虑返回时经受巨大的大气摩擦,外形选择十分讲究。从前苏联第一艘载人宇宙飞船“东方”号到美苏两国的航天飞机,外形可分为两种类型。其一是无翼式,前苏联的“东方”号飞船、“上升”号飞船、“联盟”号飞船,美国的“水星”号飞船、“双子星”座飞船等均属于无翼式。这种无翼式飞船,结构简单,工艺技术要求略低,工程上易于实现,其缺陷是不能获得很大的升力,返回地面时,宇航员无法控制飞船的落点。其二是有翼式,美苏两国研制的航天飞机就是这种类型,能够获得巨大的升力,能在预定的机场跑道降落。

座舱的结构布局

太空居室必须注意合理的结构布局,这不仅是宇航员生活舒适的需求,也是太空居室本身的需要。座舱中需要安置座椅、仪表、照明灯、生命保证系统、通信系统以及各种服务设施和设备。还要保障宇航员有足够的活动空间,要考虑宇航员进出方便,要有逃逸口。如果发生故障,需要紧急弹射时,座舱门要能自动打开,保证宇航员安全逃离,确保安全。如果是海面降落,返回的座舱必须密封。无论降落在海面和地面,座舱必须经得起冲撞而不损坏。此外,座舱还应有开阔的视野,宇航员可以透过飞船的石英玻璃舷窗欣赏太空壮丽的景色,观察发射前的各种准备活动,飞船在太空轨道上对接情况,返回时点火姿态和着陆情况,使宇航员在太空生活中有兴奋感,在太空活动中有安全感,同时也是对地观察的需要。“天空实验室”由工作舱、太阳能望远镜、过渡舱等5部分组成,总重77.5吨,有效容积360立方米。宇航员居室是其主体部分,是个长约15米,直径为7米的圆柱体,用隔板隔成卧室、餐室、观察室和盥洗室。卧室内有床铺、书柜、衣柜等生活设施。从1973年5月到1974年2月,先后有三批9名宇航员在“天空实验室”工作,分别停留了28天、59天、以天,拍摄了太阳观测照片18万多张,地球资源照片4万多张,进行了材料加工和医学、物理、化学等数百项科学实验。

空间站

前苏联的“礼炮6”号空间站是1977年9月29日从丘拉坦空间发射场发射的。初始轨道近地点219千米。远地点275千米,轨道倾角51.6度,周期89.1分。“礼炮6”号主要由一服务舱和两个可居住的密封舱组成。这两个密封舱1个位于站体后边的过渡舱,1个是工作舱。工作舱系由两个不同直径的圆柱体构成,中间同舱间段连接起来。“礼炮6”号设有两个对接装置和20多个观测窗口,“礼炮6”号所装载的观测仪器设备,均比以前各型号所载仪器有所改进。当“礼炮6”号同两艘“联盟”号飞船对接后总长可达30米,总重约32吨。

工作舱是空间站的中心。舱内设有各种仪器设备、控制中心、电传打字机及宇航员体育锻炼设施、医学监控设备、卫生设备,废品贮存容器、两架遥控相机等。过渡舱设有天车观测定向设备、照相控制设备等。在过渡舱和工作舱的舱间段中,装有生物医学设备,以及光谱仪、多光谱摄像机、两台黑白站内摄影机、3台站外摄影机和1台彩色摄影机。服务舱呈圆柱形,申螺栓固定在工作舱后面。舱内装有机动变轨系统、燃料箱、气箱、供电线路设备、姿态控制发动机、交会信标、电视摄像机、对接装置闪烁信号灯、无线电天线系统、太阳能电池帆板、对日定向设备等。工作舱长9米,直径2.9米至4.2米,容积90立方米,是宇航员工作和生活的居室,自发射上天,先后有数批宇航员进入其间进行了时间不等的太空飞行。

“家园”里的“小气候”

“气候”,包括座舱温度、湿度、气流等方面。为造成与地球相似的生活环境,宇宙飞船设计时采取了一系列十分可靠的技术手段。其一模拟大气的混合比例,造成大气条件。太空的空气异常稀薄。在200千米的近地轨道,大气压力仅为地面的六百万分之一。人若无保护,就会造成体液沸腾,失去意识。因此,座舱大气的确定,是载人航天的一个重要考虑。为保证座舱内有近似地球的大气环境,座舱采取一个大气压的氧、氮混合压力制度,用罐装气体或电解供氧的办法使座舱中氧气占80%,氮气占20%,保障宇航员每人每天所需的576-930克氧气。对每人每天呼出的约1000克二氧化碳,采用分子筛吸附等方法处理,规定其浓度不大于1%。其二,保持座舱内适当的温湿度。座舱通过自动调温、调湿和通风系统来实现温湿度的控制。座舱热源首先来自人体热,每人每天大约产生75~150大(314~628千焦)卡,占总热量的三分之一;其次太阳辐射和各种电子仪器散发的热量,亦占三分之一左右。除座舱壳体采取隔热措施外,还采用专门的热交换器,把多余的热量吸收和辐射出去,使温度维持在18~25℃。人体每天呼吸、出汗和皮肤蒸发排出水分1.5升,对座舱内形成水蒸汽,不及时除去,会使电路造成短路,座舱采取冷凝和化学吸收办法,使相对湿度控制在30%~70%之间。其三,经常保持座舱卫生。人体代谢物达400种,和各种垃圾、废物混合在密封舱内,会造成环境污染,给宇航员身心带来危害,座舱采用物理吸附、化学吸收等方法排除空气污染。其四,在轨道上,飞船因处于失重状态,气体自然对流现象消失。为维持人体热平衡,采取气体人工对流的方法,使气流速度保持在每秒0.3~0.5米左右。特别是头部,吹向眼睛的风速不宜过大。其五,种植植物和喂养动物,造成鸟语花香的世界。如前苏联先后在“礼炮6”和“礼炮7”号空间站设置了特别温室,栽种了小麦、豌豆、葱、郁金香和兰花等多种植物,已证实在空间开辟绿洲的可行性。在太空作长期旅行,开辟空间绿洲,既给空间站提供生态环境,又可供给宇航员蔬菜、果晶。

宇宙飞船座舱的小气候,是宇航员生命保证的至关重要问题。无论是美国的天空实验室和前苏联的“礼炮”号空间站,其座舱的温控问题,一直是宇航工程设计攻克的难题,在以往的载人航天中,都曾发生过这样或那样温度失控的现象,使宇航员的心理和身体受到威胁。除了在工程上完善温控设计,目前航天医学又从医学的角度提出了在宇航员训练中,适当扩大身体对宇宙飞船座舱环境的适应能力,作为缓减宇航员对太空环境不适应的辅助手段。用双管齐下的办法,使宇航员适应座舱小气候,使小气候服务于宇航员。座舱微小气候的调节,目的是保证宇航员在太空生活和工作期间有一个舒适安全的环境。飞行中作为卧具使用的是活里睡袋,活动的里子起床单和被褥的作用。宇航员于睡前拉好拉链,只留下可让头部露出的开口。因为宇航员及其卧具均处于失重状态,睡袋要用带子栓牢在固定点上。

睡袋应轻便(重量不大于2.5~3千克),叠起时占地方要小(约310分米)。睡袋只有一个尺码,故其长度应满足身高为185~190厘米的人使用,其宽度应不小于70厘米。

睡袋须选用卫生性能好的材料(毛、棉、亚麻)制造。

睡袋的保温性能应满足15℃环境温度下躺在里边睡觉的要求。2

宇航员睡眠时的产热量约为80瓦,或相应为45瓦/米(设体表面2积为1.8米)。

为“礼炮-3”号轨道站乘员制造的睡袋用拉夫桑人造棉作保温材料,面料采用体轻的卡普纶。睡袋长度约1900毫米,宽700毫米。其质量约为2.5千克,棉套厚度为5~6毫米。

1975年,在“礼炮-5”号上采用了改进的睡袋。该睡袋系以浅蓝色毛料制造。

此睡袋设有供伸出手臂的开口,足部设有通风口。其质量约为3千克。

“家园”的能源

在几百千米的轨道上,空气稀薄,太阳无漫射,空间背景黑暗,对比度比地面大得多。会造成宇航员视力下降,看不清仪表读数。其次飞船处在黑暗中时,舱内需用高效白炽灯或其他措施来保证舱内的亮度。为了录下宇航员的工作、生活情况及舱内景物,舱内还必须安置摄影灯。无论是日光还是灯光,舱内都要采取有效措施,使之光线柔和、照度明亮。此外,除了照明外,飞船内许多设备和仪器都是需要电来启动并保持运转的。

电源是飞船的心脏,其电源主要靠以下几种办法来解决。其一是太阳能电池,这是一种可以把光能直接转换成电能的半导体器件,寿命长,可连续工作。只要向着太阳,太阳能电池就能工作,向仪器设备提供电能,同时给蓄电池充电。背着太阳时,蓄电池就接替太阳能电池供电。目前太阳能电池方阵有二类:一类是立体装式,即太阳能电池直接安装在飞船的壳体上;一类是展开式,将方阵独立于壳体之外,形成单独部件,发射时以一定方式固定在卫星本体上,并收藏在罩内,进入轨道后才完全展开。太阳能电池有硅太阳能电池、砷化镓太阳能电池、硫化镉太阳能电池。它们都是按一定要求串联和并联而成的。美国在“发现”号航天飞机上曾试验了一种柔性太阳能电池,它在天上展开的面积为31米×4米,有10层楼高。这种电池采用印刷电路的方法在卡普隆薄膜上制成,可像手风琴一样展开和收缩,折叠时可收放在一个18厘米的小匣子里。能产生12.5千瓦以上的电能,比普通太阳能电池在性能、寿命、用途上略高一筹。其二是燃,料电池,它是一种将燃料的化学能转变为电能的电化装置,工作原理与一般蓄电池相似,也是由一种电解液隔开的两个电极所组成,既能产生电又能产生水(在宇航员喝的水一节中有叙述)。其种类有离子交换膜氢氧型,改进的培根型,石棉膜型。额定功率为200瓦、2000瓦、5000瓦,航天飞机在7天的飞行任务中,一共需耗电1627千瓦小时,主要靠三个燃料电池供给,每个电池最小功率34瓦,平均功率7千瓦,最大功率12千瓦,整个燃料电池最大功率24千瓦,平均功率14千瓦。在一般情况下,只使用两个燃料电池。根据设计要求,燃料电池的寿命是5000小时,工作寿命为2000小时,每组燃料电池可以完成29次7天的飞行任务。三是核电池,具有功率大、寿命长的特点,核电池大致分为二大类:放射性同位素电源和核反应堆电源,功率约为2-5千瓦,据报道,前芦苏联已在发射的33颗海洋监视侦察卫星上安装了核电源。核电源能给卫星和飞船带来稳定的电源,亦给人类带来了忧虑,30多年来,前苏联已有多颗卫星发生故障,其核动力装置给地球带来难以排解的心理压力,时常担心核祸从天而降。目前美国正在研制20千瓦的空间核电源,工作寿命为3~5年,以接替寿命短的电池。

不论哪种电池,其电流均要通过功率分配和控制系统分配到飞船各处需要电源的部位去,通过计划分配来满足飞船及其乘员对电力的需求,保证宇航员正常的工作和生活。

目前,空间站的核发电技术正处在研究阶段。美国宇航局、能源部和国防部的战略防御创新办公室制定了一个“自供电100号计划”,预计发展中的空间站耗电量将超过300千瓦。这样大的电力供应量,只有依靠核发电来解决,其核发电装置有三种构想,一个是把反应器牢固地安装在空间站上,星上系统需要有38.5至49.5吨的保护层来防止核辐射的破坏,这意味着要增加空间站的起飞重量。一个是用一根很长的软链把核电站吊在空间站上,这样虽可减少防护层的重量,但30千米长的吊链系统会使空间站加速并影响有关科学实验的失重环境。一个是安装在200千米高的自由飞行平台,其弊端是这种平台需要姿态控制、能源和通信系统,且难以修理。哪种方法可行,现在未成定论。如果空间核电成功的话,将标志着空间站上了一个新的台阶。

太空洗澡

洗澡是保持身体清洁、促进人体健康的一种健身活动。较长时间不洗澡,人就会有不舒服的感觉,在太空亦是如此,宇航员享受洗澡的生活待遇并非易事。

在飞船里的“宇宙浴室”,其实就是一个如同手风琴式的密闭塑料布套。它挂在飞船座舱卫生间的顶棚上。用时放下,不用时叠起来吊在顶棚上。顶棚固定有一个圆形水箱、喷头和电加热器。水箱内盛5升水,与飞船的冷热水管道相通。浴室的地板上有一双与飞船舱固定的橡皮鞋。淋浴时,宇航员必须首先把通到浴室外的呼吸管套在嘴上,用夹子把鼻子夹住,避免从鼻道或嘴流进污水。然后放下密封塑料布套,使浴室形成真空,防止水珠向外飘出。接着穿上拖鞋,固定在一个适当的位置。启动电加热器,把水箱中的水加热到适当的温度。而后打开龙头,让温水由上喷下浇在人体上。浴室的地板上有许多小孔,下面是废物集装箱,用于盛废物和污水。当废水箱的水满了之后,就会自动报警,或由飞行专家操作排出舱外,或将废水送入废水净化设备进行处理,然后再用。

美国天空实验室的失重淋浴室就是这种类型的,它放在轨道工场的实验工作区,是圆筒形的,外壳是布的。在不用时折叠成扁平的形状。淋浴室的底环固定在地板上,并有脚限制器,上面的环包括淋浴喷头和软管。宇航员在使用淋浴室的时候,在一个增压手提式水瓶中加满热水,然后把水瓶挂在天花板上。一条软管把贮水瓶连到一个手拿的淋浴喷头上,宇航员用手把圆筒形的淋浴室壁向上提到适当位置,便可以用液体肥皂开始洗澡。肥皂和水是定量供给的。宇航员韦茨是第一个使用淋浴的人。他说,用的时间比预料的长些,但出来之后,身上散发出一种很好的气味。1973年6月8日,韦茨和他的伙伴曾享受了一次特别难忘的太空热水浴。下午6时左右,在宇航员座舱,他跨进一个42英寸(1066毫米)划、的圆环里。当他把圆环升高时,连在上面的淋浴布简便像手风琴一样伸开;并把他罩住。把圆环固定在天花板上像盖子一样的装置上,打开喷头后,一种奇特的现象产生了。喷出来的水不是往下掉,而是散成浓雾般的珠滴四处飘荡。落到人身上和布筒上时发出“巴嗒巴嗒”的响声。水四处飘荡不往下水道里流;韦茨淋水之后便关掉喷头用打了肥皂的毛巾搓洗,然后用剩下的水冲洗,最后开动水泵把污水从淋浴密封桶里抽出来,再用类似真空吸尘器的东西把附在布筒上的水吸走。洗澡过程前后用了一个小时,其中擦澡15分钟,而排除污水却用了45分钟。

现在美国航天飞机宇航员洗澡已由淋浴改为盆浴,与家庭浴室差不多。唯有不同的是,澡盆里有一付“脚镣”,洗澡时需把脚套在其中,或用保险带系起来,以免飘走。水有吸附粘性,不流走。因此太空洗澡用水异常节省,不要担心浪费。

太空睡眠

平凡的事情只有在它不平凡时才去描述它。睡眠是极其平凡的,但张飞睁眼睡眠,还有在一根扁担上睡眠,行军走路时睡眠等等就很不平凡,描述起来,使人津津乐道。太空睡眠也是很不平凡的,在这里需要描述一番。

太空睡眠之所以不平凡,是因为那里的环境条件与地面上迥然不同。飞船绕地球飞行时,那里处于失重状态,这是造成太空睡眠与地面上不同的最主要的原因,此外还有昼夜节奏不同,以及存在噪声干扰等等。

在床位紧张时,常常听到这样的玩笑话:今晚上把你挂在墙上睡。在航天飞行时,这种睡眠方式一点没有玩笑的成分。在失重环境中,不管在什么地方(飘在空中、靠着墙壁、绑在床上)都可以睡眠。不过,许多人对飘浮睡眠不习惯。一位美国阿波罗飞船宇航员说:“当你在睡眠中发现自己身体.下面没任何支撑的东西时,你会有一种掉进万丈深渊的感觉。”同时,为了安全起见,最好还是睡在睡袋中,把睡袋固定在床上或墙壁上,以免到处飘浮,在飞船有速度变化和振动冲击时造成碰伤事故。考虑到人在地面上的睡眠习惯,美国在航天飞机上设置多层水平床铺,每个床铺长1.8米,宽0.75米,有一条能防火的睡袋,睡袋通过绳索和搭钩与床铺相连。睡觉时,钻进睡袋,拉上拉锁,用皮带系住腰部,就可以睡眠了。但是,许多人不习惯睡多层铺。一名欧洲宇航员说,当他在下铺睡眠时,感到好像在床底下睡觉一样。有的人宁愿睡在两层甲板中间的空格中。其实,如果把睡袋挂在墙上,照样可以很好地睡眠。如果将睡袋紧贴墙壁,睡眠时后背可以伸直,会感觉像睡在床铺上一样,只不过垂直床铺比水平床铺多占用23%的空间。欧洲航天局设计了一种新睡袋,为双层充气睡袋。充气后,睡袋被拉紧,给人体施加一定的压力,这不仅可以改善胸部血液循环,还可以消除一种飘飘然的自由下落感。

在失重环境中,不管以什么姿势(平躺着、直立着、倒挂着、卷曲着)都可以睡眠。不过,如果完全放松睡眠,人的身体会自然微曲成弓形。大多数宇航员认为,身体微曲比完全伸直睡眠要舒服得多。但是,为了防止腰背病,还是后背伸直睡眠好。

在失重环境,一切重量消失了,头和躯体会感到分离了一样,手臂也像在自由飘浮。一名前苏联宇航员一次把手臂放在睡缈L面睡眠,醒来时在朦胧中发现两只手向他迎面飘来,吓出了一身冷汗。所以,睡眠时最好把手臂放进睡袋中。在早期狭小的航天器座舱中睡眠,为了防止无意中碰着开关,睡眠时必须将双手束在胸前。

在自给自足的农业社会,生活的普遍规律是“日出而作,日落而息”。在工业发达的现代社会,又出现了白天睡觉,夜晚活动的“夜游神”。在近地轨道飞行的载人航天器。一般90分钟左右绕地球飞一圈,也就是说,一个昼夜的周期只有90分钟,白天黑夜各45分钟,34小时内有16个昼夜交替变化。这种昼夜节奏的变化,使宇航员既不能“日出而作,日落而息”,也不能黑夜工作,白天睡眠;为了保持在地球上形成的生命节律,航天飞行中仍以34小时为周期安排宇航员的作息时间,一般8小时工作,2小时用餐,1.5~2.5小时锻炼,3.5~4.5小时启由活动,8小时睡眠。为了不使快速的昼夜节奏影响睡眠,睡眠时应戴上眼罩。更先进的办法是用灯光亮度的变化来模拟地面上的昼夜节奏,以保证宇航员能很好地睡眼。

但是,各种仪器设备工作时产生的噪声仍然会影响字航员的睡眠。因此,在太空睡眠时还应戴上隔音帽。进一步的措施是将卧室与其他部分隔离开,用消音材料降低噪音的强度。

为了使宇航员能很好地睡眠,地面上也停止与他们的无线电联系,以免打扰他们。在多人飞船上,一般采用轮流工作制,以保证每个人的睡眠。

尽管如此,仍有许多偶然因素影响宇航员的睡眠。如1982年3月,美国“哥伦比亚”号航天飞机飞行时,因座舱中的静电干扰,指令长洛马斯大部分时间都没睡好,静电的“噼啪”声也影响其他宇航员的睡眠,使大家很疲劳。地面指挥中心不得不重新安排他们的日程。一些宇航员初进太空时,也会因兴奋而睡不好觉,也有因工作太累和其他种种原因而失眠的,这就需要依靠药物的帮助了。

对太空睡眠问题,航天医学专家们已做了许多研究。早在70年代,美国就在“天空实验室”上对宇航员的睡眠进行过测量实验,了解到太空睡眠亦和地面上一样分为六个阶段,但较深度的睡眠阶段(第三阶段)更长,醒来的次数减少,每次睡眠中间可能醒来5~6次,也不断翻身变换姿势,但很少做梦。根据太空飞行环境的特点;科学家们已采取了许多可靠的措施来保证宇航员的睡眠,并在不.断地加以完善。但是,对太空睡眠这个平凡的问题,仍有许多问题需要进一步深入研究。

梦,是与睡眠紧密相连的一个问题,大概没有一个人是不做梦的。我们常说,“日有所思,夜有所梦”,在梦境出现的常常是最熟悉的人物和环境,特别是童年的生活环境。但是,究竟为什么做梦,做梦的规律是什么?仍然没有一个科学的、权威的解释。科学家们希望通过对太空梦的研究来解开做梦的秘密。

那么,每个人在太空都做梦吗?太空梦与地球梦有什么不同?太空梦与地球上的生活有什么联系?

前苏联的太空医学生物学研究所的专家研究过许多宇航员的太空梦。他们的研究表明,宇航员的太空梦完全是地球梦。几次上天飞行的前苏联宇航员克利穆克,在太空梦见过和妻子、儿子一起在森林中采摘蘑菇,甚至还闻到了牛肝菌和变形牛肝菌的香味。宇航员贾尼别科夫和萨维内赫都曾梦见过在莫斯科近郊的家乡、星城宇航员训练中心和他们的亲朋好友。另一名前苏联宇航员梦见过下大雨,而且这梦中的大雨把他惊醒了,使他辗转难眠。

至于太空梦境的颜色,许多宇航员都十分肯定地回答完全是黑白梦。第一名到太空行走的宇航员列昂诺夫,酷爱绘画,他两次到太空飞行,所做的梦没有一次是彩色的。

但是,世界上第一名女宇航员瓦莲金娜·捷列什科娃1963年6月16日到6月20“东方-3”号飞船在太空飞行71小时,未做过一次太空梦。

有的宇航员虽然没有做过太空梦,但却遇到过太空幻象。在太空飞行211天的前苏联宇航员列别杰夫,一次在他刚刚睡下时,突然眼前一亮,冒出一片闪光,有时像十字架,有时像小球。这时如果想象某人的形象,他就会清晰异常地出现在眼前。为此,他后来有意做了试验,当眼前再次出现闪光时,他就回忆熟悉的地方和友人,结果一切变得非常逼真和亲近。这种状态可保留5~10分钟。

目前,科学家们对太空梦和地球梦尚没有清楚的了解,研究仍在继续。

宇航员的个人卫生

哪里有人,哪里就有垃圾。载人航天也会产生垃圾。密封座舱内的垃圾包括人排出的固、液、气体,卫生辅助品,头发,指甲,食物屑,包装材料,损坏的器具和仪器设备产生的废物,更换下来的仪器设备和零部件等等。

放屁,是人的一种正常生理现象,但也是一种令人讨厌的生理现象,特别是那种污染空气的臭屁和以声报人的响屁。因此,即使在地面上,放屁也当检点。而在太空放屁,更是一件很不简单的事。美国宇航局曾对放屁做了专门研究。每人每天平均放屁三次,一天放出的屁,重量约相当于一瓶牛奶。人之所以放屁,是肠内细菌作怪的结果。在水中放屁,可用玻璃瓶把屁收集起来进行研究。屁的成分包含有数百种气体,其中氢占10%、氮占60%~70%、二氧化碳占10%、氧占5%,甲烷占5%。还有具有臭味的挥发性胺、挥发性脂肪酸、氨、硫化氢、靛基质、吲哚、粪臭素和其他微量气体。飞船的座舱是密封的,而且很狭小,放屁多了会污染座舱环境,使人心情不舒畅,食欲不振,甚至产生疾病。氢和甲烷等可燃气体多了还会发生爆炸。座舱当然有调节设备,但也会增加调节设备的负担,消耗更多的能源。在失重环境中,放屁的微小推力,还会把人推走哩!

因此,在太空应尽量少放屁,憋一憋,屁中的氢和氮可由肺部和皮肤排出,其他成分也可进入血液,最后由尿排出。但有时憋屁会感觉不舒服,甚至引起精神不振。这时,也不要随时随地放屁,最好是到厕所里去放。为了减少屁源,应讲究个人卫生,进食时要细嚼慢咽,使食物在肠胃中得到更好的消化。航天食品应避免选择那些容易产生屁的原料。

在太空放屁难,在太空大小便更难。如果像地面上一样撒尿,由于失重,射出的尿碰到便桶会反弹回来,溅在自己的身上,飘浮在空中。拉出来的大便,也会到处飘浮。载人航天初期,将尿撒在尿袋中,然后倒掉;大便时,将袋口带胶布的粪袋贴在臀部上,大便完将用过的手纸和消毒水放入袋中,合上袋口,然后抛弃,或者用手将袋中的东西揉捏在一起,放在贮存箱中带回地面检验。加消毒水和揉捏是为了彻底消毒,不然粪便在袋中腐烂,产生气体,袋子膨胀,甚至将袋子胀破,就会污染环境。

这种方法是不可靠的,稍不注意,屎尿就从袋中飞出来。后来逐步改进,美国在“天空实验室”上装有侧孔式厕所,就是在舱壁上开一个口子安上便座,大便时双手抓住便座旁的把手,将臀部贴在便座上,粪便由气流抽入一个袋中,水分和臭气通过过滤网兜进入一个容器中处理。便袋中的干粪便就地处理或带回地面。小便则对准一个漏斗,尿通过一根管子被抽入容器中处理。

这种方便方法对女宇航员仍很不方便。要使妇女在太空失重环境中小便符合卫生要求,是很不容易的一件事。为了解决这个特殊问题,美国宇航局聘用了几名自愿帮忙的妇女,请她们演示了撒尿的全过程,并把整个过程录了像,然后进行研究。根据获得的资料,为航天飞机研制了一个男女共用的马桶。马桶的前端安有尿收集器,以满足妇女便尿的要求。使用这种马桶时,臀部坐在便座上,然后把固定带系在腰上,双手抓住把手,小便和大便被分别吸入不同的桶里。把手旁有一个控制杆,可以调节吸嘴的空气流量。臭气经臭气过滤器排除。部分粪便进入样品收集袋中经冷冻贮存,带回地面化验研究,便后,便桶盖自动封闭,里面形成真空使粪便干燥,固体部分弃之舱外,液体部分经再生处理,作为使用水。

人的生活离不开水,暂时缺水,会到处污秽不堪;没有水,人就不能生存。在太空飞行,每人每天大约需要消耗18.5升水,如果6名宇航员在太空飞行7天,则总共需要7770升水。要把这么多的水运往天上,花费是非常昂贵的。因此,对长期多人航天来说,除数量极少的饮用水从地面上运送外,还需开辟其他水源。其办法之一是人工造水,目前的办法是一举两得的燃料电池。燃料电池是利用氢氧反应产生电的化学电池,氢和氧在催化剂作用下生成水。这种水先经过冷却器冷却到18~34℃,然后进入银离子消毒器净化处理,再送入贮水箱。美国航天飞机上有3个燃料电池,每小时可产生6.8升水,每天160升,可供6名宇航员使用。

另一个办法是回收和再生水。尿和洗澡用水是回收水的主要来源。每人每天约排泄1.6升尿,其中96%是水。目前常用蒸馏法再生水,就是将废水首先送入过滤器进行沉渣处理,然后在蒸馏器蒸馏,进一步去掉固体和有毒物质,再经过杀菌消毒处理,经化验合格后,放入贮水箱中以备使用。

说到太空用水,要算洗澡最奢侈了。作为个人卫生,洗澡是必须的。但太空中的水跟银子一样昂贵,再加上以高昂运费送上天的洗澡设备,洗一次澡的代价是非常昂贵的。一般一个星期甚至一个月才能有一次淋浴,这无论从费用、心情和身体舒适方面讲,都是一次高贵的享受。显然,少于一星期或一个月的短程航天是无法享受太空淋浴的,即使出了大汗以后,也只能用毛巾擦一擦身子。

1985年在“礼炮7”号航天站上生活211天的前苏联宇航员列别杰夫,在他的日记中对太空淋浴做了生动的描述。他说,为了洗一次澡,准备工作需要花好几个小时。淋浴时,必须把双脚固定起来,不然,飘浮着的身体被水一冲,就会翻筋斗。在失重状态下水是危险品,少量的水也会呛伤人,甚至把人溺死。为了安全起见,最好戴上呼吸罩和护目罩。因此,太空淋浴总是在紧张中进行的,有一种既危险又舒适的探险家的心情。

没有淋浴设备的载人飞船,宇航员只能用湿毛巾擦身。

在太空飞行,除了个人卫生外,环境卫生也非常重要,在狭小封闭的座舱中,甚至比地面上更重要。保持环境卫生,除了空气的自动净化外,密封座舱要经常打扫。保持环境卫生最困难的是垃圾处理。对短期航天来说,把垃圾收集起来带回地面即可;对多人的长期航天来说,如果不处理垃圾,小小的密封座舱很快就会变成垃圾箱。处理的办法目前有两种,一是将垃圾压实成块,像发射炮弹一样从航天器上发射出去。不过不是像发射卫星那样向上发射,而是向下发射,让其进入大气层中烧毁。这种“发射法”的优点是及时,不增加航天器的重量负担,而且可以防止垃圾腐烂发臭,滋生霉菌,污染空气,但需要添置必要的设备。

另一种方法是将垃圾积存起来带回地面处理,不妨叫“零存整运法”。前苏联的“礼炮”号和“和平”号航天站就采用这种办法。“进步”号货运飞船的每次飞行,都要带回一吨多垃圾。这种方法要支付一定的空间运输费用,而且要解决垃圾存放时的防腐、防霉和污染环境等问题。

太空中的体育活动

太空体育活动与地面上的体育活动有许多不同。首先,它有特别强的针对性。在地面上开展体育活动,其出发点自然是增强体质,但有时也是为了比赛或表演。当然,比赛和表演的目的也在于推动体育活动的广泛开展,以达到增强人民体质的目的。不过,这多少是拐了点弯儿。太空中的体育锻炼则不然,它有非常明显的针对性,就像人得了某种病,遵医嘱进行某项体育锻炼一样。迄今没有为了太空体育比赛而进行太空体育锻炼的,也许将来会有,但那是将来的事。

长期呆在航天器飞行的失重环境中,由于“用进废退”规律在起作用,无用武之地的肌肉会萎缩,人的体重会减轻,骨骼会丧失钙质,还会产生其他一些体质变化。这是人体对失重环境的一种自然适应(要是一直呆在失重环境中,这不会成为什么问题。但在,目前,人还不能总是生活在失重环境中)。进入太空的人总是要返回地面的。一旦返回地面,体质的这些变化就会成为一种病症。长期太空飞行的宇航员返回地面时要用担架抬下航天器,就是为了避免突然在地球重力作用下行走使缺钙变脆的骨骼碎裂或折断。有的宇航员在返回地面时,不能立即站立和行走,就是因为肌肉萎缩而无力反抗地球重力的缘故。前苏联一名宇航员在太空飞行6个月后返回地面时,家人给他献了一束菖蒲花,他竟无力拿起这束鲜花。

在太空进行体育锻炼,是对抗这种病变的有力措施。前苏联宇航员柳明,在完成175天的太空飞行之后不到8个月,接着又进行为期185天的太空飞行,由于他坚持体育锻炼,返回地面后,体重增加了4.5千克。在太空飞行326天的前苏联宇航员罗曼年科,依照专家制定的体育锻炼程序,每日坚持锻炼,使脉膊经常稳定在每分钟62次,血压保持为10~16.6千帕(75~125毫米汞柱)。返回地面时,体重仅减轻1.6千克,骨组织的光学密度虽下降了5%,小腿肌肉体积缩小15%,但都保持在规定的范围内。其他生理指标也一样。所以在返回地球后,3小时便能自主地活动,第二天就和妻子一道散步。这比他10年前完成96天太空飞行归来的情况要好。

其次,在失重环境中进行体育锻炼是一件很困难的事。由于场地等限制,地面上的许多体育项目是无法进行的,如游泳、滑雪、滑冰、越野、爬山、球类等等。由于失重,地面上另外许多体育锻炼项目,如铅球、铁饼之类,可以不费吹灰之力推出很远很远,但达不到锻炼身体的目的。举重也一样,脚踩地面,手举杠铃,稍一用力,人和杠铃会一起飞走。即使将脚固定在地板上,人不飘浮了,但举起500千克重的杠铃也不过是伸伸胳臂而已,与做操无异。大家可能见过一个人在另一个人的一只手指上倒立的太空生活照片,似乎那只手指力顶千斤,但那不过是渲染气氛而已,其实倒立的人的重量为零。诸如此类,不费力气,当然达不到锻炼筋骨的目的。还有单杠、双杠、吊环、跳马,恐怕人人都会身轻如燕,生龙活虎般地进行一番,但最多也只能算是徒手体操而已。这大概是失重对体育活动的浓缩吧!

那么,目前在太空有哪些体育锻炼项目呢?

其一是踩“自行车练功器”。自行车的车架是固定不动的,只有车轮可以转动。为了不使身体飘浮,需用安全带固定起来,然后双脚克服弹性带的弹力蹬动车轮,数字记功仪表通过传感器所做的功记录并显示出来。美国“天空实验室”和前苏联“礼炮”号航天站上的宇航员每次踩自行车练功器做的功不得少于4万到4.5万千克力米(392~441千牛米)。

其二是在“微型跑道”上跑步。所谓“微型跑道”,只不过是一个皮带式的滚道。名为跑步,其实身体的直线位;置是不变的,人站在滚道上,为了跟进滚动的滚道,需要克服50千克力(490牛)左右的皮带的拉力。这是模拟人在地面上的体重。人在地面上跑步,正是骨骼÷肌肉系统克服地心对人体的引力而达到锻炼的目的。在“微型跑道”上跑步,皮带拉力造成的负荷,可以使骨骼一肌肉系统得到锻炼。美苏都规定,每次在“微型跑道”上跑步的距离应达到3000~4000米。前苏联宇航员罗曼年科在11个月的太空飞行中共跑了1000多千米。

其三是拉“弹簧拉力器”。大家知道,弹簧的拉力是与重力无关的力。因此,在失重环境中拉“弹簧拉力器”,仍然需要用力气。太空中用的弹簧拉力器与地面上用的相同,一般有五根弹簧,每拉长0.3米要用11千克力(107.8牛)的力。

此外,体操也是太空体育锻炼的一个主要项目。在载人航天初期,飞行时间短,座舱中没有配备体育锻炼器材,体操几乎是唯一的体育锻炼活动。前苏联早期的“联盟”号飞船宇航员,每昼夜作两次体操,每次30分钟。随着航天时间的延长,每次体操的时间也延长到印分钟。

还有一种“准”体育器材,就是“负压裤子”。这种裤子可以密封,穿上后将里面的空气抽掉,造成下身负压,使在失重环境中往上涌的血液流向下肢,以避免下身病变。

纵观上述太空体育活动,与襁褓中的婴儿一样,只是原地伸伸胳膊动动腿而已。而负压裤子恰似真正的襁褓,连手脚都不用动了。但是,太空中的体育锻炼要求是很严格的,因而也是十分艰苦的。美国“天空实验室”上的宇航员,每昼夜需进行三次体育锻炼,每次的时间分别为30、60、90分钟。前苏联“礼饱”号航天站上的宇航员,每昼夜也是三次体育锻炼,其中两次各75分钟,一次30分钟。地面指挥中心通过遥测系统对宇航员的体育锻炼情况进行监督和监测。

地面指挥中心不仅对宇航员的体育活动进行监督,而且对宇航员的整个身体健康状况进行监督和监测。如地面指挥中心通过遥测系统可以监测座舱环境参数和宇航员的生理生化指标,通过电话询问和电视观察了解宇航员的自我感觉和神态表现。

飞船座舱里还设有测量心电图、血压、心音、心震、脉膊、体温、皮肤电阻、呼吸和分析语言的传感器,有睡眠分析器,地面指挥中心可随时得到有关数据。另外,自行车功量计上的数据可以反映宇航员的新陈代谢机能,下身负压装置上的数据可以评估心血管的调节功能。地面医生分析所有数据后对宇航员的功能状况作出“正常”、“过度”、危险的判断,从而调整宇航员的作息时间和作出驻留久暂的决策。

1969年,美国“阿波罗”飞船在登月飞行过程中,地面指挥中心的医务监护人员,通过各种先进的遥测手段收集宇航员的生理生化指标和询问、观察,发现宇航员有鼻炎、胃炎、肠炎、流感、呼吸刺激、胃部不适和恶心呕吐等多种病症,及时通知宇航员采取既定的医疗措施,成功地进行了治疗,保护了宇航员的工作能力和身体健康,保证了登月任务的胜利完成。

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