百科知識(shí):管它冰天火海,載人航天器中自有桃源
來源:科普中國
發(fā)布時(shí)間:2019-12-10
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? ? ? ?在地球上,我們感受著四季的冷暖干濕,衣食住行都受到氣候的影響。航天員在載人航天器中也和我們一樣嗎,他們那里是熱還是冷?
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  我們都知道,為了維持生命活動(dòng),人體內(nèi)會(huì)發(fā)生許多化學(xué)反應(yīng),這其中很多都需要酶來做催化劑。而酶,只有在適宜的溫度下才能夠很好地發(fā)揮活性,過高或者過低的溫度,都會(huì)降低酶的活性,影響生命活動(dòng),甚至危及生命。

 ? ?所以,人的體溫是相對恒定的,支持著身體能正常地進(jìn)行各種活動(dòng)。在太空中,不僅溫度極低,而且還存在許多輻射,環(huán)境與地面相差非常大




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   太空環(huán)境與地面環(huán)境相差很大
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  為了讓航天員能夠在這樣惡劣的環(huán)境中生存和生活,載人航天器首先用它的外殼將一部分嚴(yán)寒和宇宙輻射阻擋在了航天器外部。其次,在艙內(nèi)營造一個(gè)舒適的氣候環(huán)境,這就需要對航天器內(nèi)的熱舒適性進(jìn)行控制。



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 ? ? ?航天員在禮炮7號(hào)空間站中
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  熱舒適:是指從物理、生理和心理三個(gè)方面,人對周圍熱環(huán)境的滿意度評價(jià)。
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  載人航天器的熱舒適性,通常從溫濕度控制、人的著裝和活動(dòng)強(qiáng)度等幾個(gè)方面來考慮。由于載人航天器要在太空長時(shí)間飛行,空間相對較小,因而維持熱舒適性的難度比地面上大很多。
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  目前,世界各國載人航天器大多采用主動(dòng)熱控制和被動(dòng)熱控制相結(jié)合的方式來控制載人航天器內(nèi)部的熱環(huán)境。例如,當(dāng)航天器內(nèi)的航天員運(yùn)動(dòng)和儀器設(shè)備產(chǎn)生熱量,為了保持艙內(nèi)的溫度相對穩(wěn)定,就會(huì)采取主動(dòng)散熱方式。



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? ? ? ? 當(dāng)航天員運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生熱量,航天器采用主動(dòng)散熱方式降溫
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  通常,載人航天器內(nèi)部的溫度控制在17~26℃范圍內(nèi),相對濕度控制在30%~70%范圍內(nèi)。在這種環(huán)境中,航天員的穿衣指數(shù)是套裝,也就相當(dāng)于穿夾克的保暖量。
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  當(dāng)然,穿什么衣服并不是固定的,不僅與溫度有關(guān),還受到濕度、風(fēng)速的影響。當(dāng)環(huán)境中溫度較高、濕度較大時(shí),人會(huì)產(chǎn)生悶熱感;溫度較低、濕度較大時(shí),人會(huì)產(chǎn)生濕冷感。通常,采用冷凝除濕的方法降低空氣的濕度,增加熱舒適性。
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  另外,為了消除載人航天器中二氧化碳的蓄積,空氣流通是必不可少的。空氣流通需要嚴(yán)格限制風(fēng)速,如果風(fēng)速太小,無法達(dá)到消除二氧化碳蓄積的效果,風(fēng)速太大有可能導(dǎo)致航天員產(chǎn)生吹襲的不舒適感,甚至受涼感冒。一般,艙內(nèi)吹起的微風(fēng)只有0.05~0.5米/秒的風(fēng)速,相當(dāng)于地面的0~1級(jí)風(fēng)。



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 ? ? 航天員們在航天飛機(jī)中
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  除了低溫,載人航天器還會(huì)遇到高溫,特別是在返回地球的時(shí)候。進(jìn)入大氣層后,航天器外表面會(huì)與大氣產(chǎn)生劇烈摩擦,艙外溫度高達(dá)上千攝氏度。



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? ? ? ? 神舟六號(hào)飛船返回艙表面有嚴(yán)重的燃燒痕跡
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  美國的航天飛機(jī)使用的是隔絕熱源的方式。通過在航天飛機(jī)的表面覆蓋防熱瓦,阻止外表面高溫傳導(dǎo)進(jìn)艙內(nèi),保證艙內(nèi)溫度正常。



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 ? ? 亞特蘭蒂斯號(hào)航天飛機(jī)
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  載人飛船返回地球時(shí)僅剩下承載航天員的返回艙,通常在返回艙的外表面使用高溫?zé)g材料,將熱能吸收和散失掉。這樣,盡管艙外烈焰熊熊,但艙內(nèi)溫度仍保持在設(shè)定的正常范圍之內(nèi),航天員不會(huì)感覺到燥熱難耐。



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 ? ?神舟七號(hào)飛船
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  這樣,無論外面是冰冷刺骨還是烈火熊熊,載人航天器的艙內(nèi)都會(huì)保持在一定的溫度范圍內(nèi),保證航天員安全、舒適,能夠圓滿地完成任務(wù),回到地球。
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聽說,打賞我的人最后都找到了真愛。
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