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太空有间房装修很讲究

2021-05-13 17:11:39来源:新浪科技综合
太空有间房装修很讲究

  本文转自中国航天报 

  4月29日,随着长征五号B火箭的成功发射,国人期盼已久的中国空间站建设拉开了帷幕。在不久的将来,中国将拥有自己的长期有人照料的空间站。

  根据太空任务需求,航天员在空间站中的工作时间可能要持续半年到一年,这么长的时间里,生活环境、睡眠、洗澡、锻炼等想要安排好可不简单。在太空微重力的状态下,这些设施都要做出调整,使用起来也与地面上大不相同。那么空间站中的这些设施到底有多讲究?让我们一起了解一下。

  包裹全身的“床”

  失重环境下,躺下和站着其实没有区别,所以空间站的航天员不用躺在床上,而是可以在任何地方、以任何姿势睡觉。但是这样并不舒服,因为会有四处不着靠、自由下落的感觉;而且人在舱内飘来飘去,一不小心就会相互碰撞或撞到舱壁上,发生危险,所以航天员在空间站都是睡在睡袋里。

航天员睡在睡袋里

  睡袋固定一端或两端位置,人钻进去后拉上拉锁,只把头露在外面,这样既保暖又可起到固定作用。胳膊一般也要塞到睡袋里,否则醒来时航天员说不定会被自己自由摆动的胳膊吓一跳。当乘员比较多的时候,还可以在生活舱中设置“双层床”。睡前务必要将身体系牢,否则睡着后飘走可不是什么美妙的感受。

  为了减轻负荷、节约空间,航天员的睡袋都很轻便,叠起来占地很小,选用卫生性能好的毛、棉、麻等材料制成。苏联礼炮5号空间站上采用的睡袋设有供手臂伸出的开口,足部设有通风口。欧空局设计了一种双层充气的新睡袋,充气后睡袋拉紧,给人体施加一定压力。这样不仅可以改善胸部血液循环,还可以消除那种自由下落的不良感受。

  除了睡袋,航天员休息还要准备很多东西。空间站里各种仪器设备工作会产生噪声,所以要戴隔音帽。太空中太阳每90分钟升起一次,45分钟后又落下,升起时整个舱内都被照亮,眼罩也必不可少。如果睡觉时头部不通风,航天员呼出的二氧化碳会聚集在鼻子附近,超过一定浓度就会产生危险,所以还要有一个报警器监测气体情况。太空中想要睡个好觉,真是太不容易了。

  厨房餐厅“机关”多

  如今航天员的太空食品越来越丰富,美味又营养,几天不重样。在空间站里做饭倒是非常容易,厨房里备有冷热水管道、烤箱、各种餐具、干湿抹布等,各类食品分装在食品柜和冰箱中,就餐时在烤箱里预热一下就好。最麻烦的食物是脱水食品,这种食品装在塑料盒里,食用前先把空心的针管插入盒内,按量注入热水或冷水,还要充分揉搓,使水和食品混合均匀。

航天员吃的食物

  空间站里的餐桌是特制的,具有磁性,可以吸住食品容器、刀、叉、汤勺等餐具,并装有水冷却器和水加热器。用餐时,航天员先将身体固定好,以免飘浮起来。

  太空就餐时有很多事项要注意。吃饭时必须集中精力,不能漫不经心,动作要轻柔,调整呼吸,不把食物弄碎弄飞。咀嚼食物时不张嘴,要用鼻呼吸,以免食物从嘴里飞出。所以“食不言”在这里可不只是就餐“礼仪”哦!

  在太空中,食物不会老老实实待在勺子里,由于多数食物比较粘稠,所以有些食物会在勺底,有些会挂在勺边甚至勺子尖上。把食物送到嘴边的过程也要缓慢而仔细,避免食物碎块飞起来到处漂浮。

  太空零重力会导致脑充血,影响味觉,使人像感冒了一样没有食欲,所以一些航天员偏爱辛辣重口味的食物。不过辣椒面、胡椒面是不可能有的,盐水和辣椒水都放在可挤压的瓶子里,需要航天员挤进嘴里来调味。

  供水系统非常复杂

  空间站饮水系统非常复杂,由贮水容器、手动泵、防护组件和饮水装置等部件组成,完全处于密闭状态。

  由于失重,杯子里的水不能倒进嘴里,航天员喝水时,首先打开防护组件开关,取出自己的引水管,把水嘴放入口中,再按按钮来饮水。这个过程中,要确保没有水滴漏出来,否则水滴可能会漂浮在空间站里,被航天员吸入或渗入仪器设备中。

航天员喝水

  空间站里也可以享受各种饮料。把干粉状态的饮料装进铝袋里,通过注水针向袋子里加水,再插入吸管就可饮用了。所以航天员在太空中不仅可以喝水,也可以喝到茶水、可可、咖啡和其他果汁等。

  把水从地面送进空间站,1公斤就要1万美元,实在是令人心痛,所以空间站中的水大部分是就地制造。

  一种方式是通过氢氧燃料电池获得。电池中的氢和氧在催化剂的作用下生成水,经过冷却器冷却和消毒器净化后进入贮水箱。美国航天飞机携带3个燃料电池,每天可以产生160公斤水,足够航天员饮用。

  另一种方式就是净化水。2020年9月,美国宇航局把一个价值百科2300万美元的马桶送上空间站,它可以直接把尿液转化为纯净水以供饮用,航天员形容它是“把昨天的咖啡变成了今天的咖啡”。

  太空马桶责任重大

  空间站的马桶责任重大,因为微重力会使任何物体到处飞……

  空间站的马桶不是抽水马桶,是抽气马桶。马桶可以男女通用,马桶两侧各有一个把手,航天员方便时将把手向内拉,铐住大腿,这样人就可以被固定住。马桶中央有一个管道,管口有活动盖板,周围是一圈很小的吸孔。马桶右侧有控制杆,可以操作吸孔和盖板的开关。

航天员使用的马桶

  方便时,航天员坐好后将控制杆向前推,盖板和吸孔同时打开,大便就通过吸孔被吸走了。然后再将控制杆拉回原位,管口就被盖上,吸泵也被关掉。

  用过的卫生纸不能扔进便桶,便桶左侧有专门的小桶,充当纸篓,它的功能类似真空吸尘器,卫生纸放进去后会被牢牢吸住,用完后这个小桶要放回到马桶的背后。

  此外,小便需要用到马桶上的吸尿管,尿液由这根管子进入储尿箱。针对不同性别的航天员,吸尿管的吸头也有专门设计,不会让尿液飘洒到外面。这一套操作非常复杂,航天员在任务前要反复练习如何使用太空马桶。

  前文提到的价值百科2300万美元的太空马桶,是美国宇航局用6年时间研制的,全称“通用废物管理系统”。它的材质为钛合金,可以做到干湿分离,粪便和尿液分开储存。粪便经过脱水压平,装到专用存储容器中,送回地球用于科研。尿液可直接净化为饮用水。未来,这套系统还将用于美国的载人登月计划和前往火星的宇宙飞船等任务。

  太空浴室使用率不高

  辛苦工作一天,一身疲倦,洗个澡就会清爽很多,而如果长时间不洗澡,会让人感觉很不舒服,在太空中也是如此。不过,航天员洗澡就非常麻烦了,因为既不能洒出一点水珠到舱内,也要注意不让水飘进嘴和鼻子里。

  美国早期曾在天空实验室中设置了淋浴间,那是一个密闭的塑料布套,还包括了水加温器、手持喷头和废水吸收等装置。此外,浴室的地板上还有1双可以固定在飞船上的橡皮鞋。

  洗澡时,航天员首先要把连接在浴室外的呼吸管套在嘴上,用夹子把鼻子夹住,避免水珠飘进鼻腔或嘴里,穿上橡皮鞋,将自己固定到合适位置。洗澡时氮气会把水从蓄水罐推送至喷头,喷射到人身体上。浴室地板上有许多小孔,可以把洗澡后的脏水吸进废水箱,这些废水可以进入净化设备,净化后循环使用。

航天员在空间站上洗澡

  这套设备使用起来非常复杂,和平号空间站中洗一次澡要3个半小时,其中加热40分钟,擦干身体和设备25分钟,还要花2个小时对设备进行消毒,真正用于洗澡的时间只有5分钟。在使用几次后,这套洗澡设备便由于供水管道故障等问题被弃置了。

  苏联的礼炮7号空间站中,使用一种蒸桑拿的方法让航天员清洁身体。洗澡设备将水转化为水蒸气,一次用水2.5升。航天员洗澡时要佩戴水下呼吸器和护目镜,防止肥皂水进入眼睛和肺内,蒸完拿毛巾擦干身体。

  这两种方式都很不方便,耗时很长。由于空间站中空气洁净,主要是人的皮质脱落,所以最简单的方法就是干洗、干擦。国际空间站和我国“天宫二号”都是采用这种方案。航天员们使用洗澡巾、毛巾和洗澡袋,袋内装有无需用水冲洗的浴液和洗发液,洗澡时就拿特制毛巾擦一擦,再把水分回收就完事了。

  健康器械绝不能少

  长期生活在微重力环境里,航天员会发生骨组织和肌肉组织流失,对身体损害很大。为了保持身体机能健康,空间站中会设置健身设施,供航天员锻炼身体。

  由于空间狭小,这些健身设施既要简单、方便,又要能实现足够的运动强度。其中最常用的是自行车、微型跑道和弹簧拉力器,这3种运动方式都是依靠弹簧弹力提供运动负荷。

  自行车运动中,车架固定不动,航天员用安全带把自己固定住,双脚克服弹性带的弹力蹬动车轮,自行车上的仪器会记录下运动做功。

航天员使用自行车锻炼

  微型跑道是一个皮带式的滚道,人跟着跑道走,需要克服490牛左右的皮带拉力,通过这种方式,可以使骨骼—肌肉系统得到锻炼。苏联航天员罗曼年科在11个月的太空飞行中曾使用微型跑道跑了1000多公里。

  弹簧拉力器好像和地面上的没什么差别。

  航天员在空间站上长期工作,需要定期检查身体健康状况,包括称体重。由于处于失重状态,人踩在体重计上是没有显示的,为此,科学家们发明了太空体重计。

  航天员称体重时,首先站到一个位于杠杆之上的踏板上,使踏板上的一根弹簧收缩,再用扳手松开弹簧,使弹簧发生振动。测量仪通过测量弹簧的振动幅度,即可测量出航天员的体重。

  航天员在空间站的生活需要克服非常多的困难,科学家和航天工程师们一直在努力为航天员打造舒适的环境。中国正在建造的天宫空间站未来将会提供什么样的生活设施呢?让我们拭目以待。

原标题:太空有间房装修很讲究