【简介:】一、航天员在空间站待两个月,衣服会不会变臭?2017年,退休不久的美国宇航员斯科特·凯利(Scott Joseph Kelly)受邀参观了德克萨斯州哈里斯县的一座监狱,他从一间牢房走出来后告诉采
一、航天员在空间站待两个月,衣服会不会变臭?
2017年,退休不久的美国宇航员斯科特·凯利(Scott Joseph Kelly)受邀参观了德克萨斯州哈里斯县的一座监狱,他从一间牢房走出来后告诉采访的记者:“这里有一股味道,让我仿佛回到了国际空间站——那是防腐剂、垃圾和狐臭的混合气味”。
凯利有着一颗标志性的光头,他四次执行太空飞行任务,最长的一次在国际空间站里呆了340天,你可以说他是对国际空间站是最有发言权的宇航员之一。
凯利不是唯一抱怨国际空间站气味的人,许多在太空工作了半年的宇航员都形容那个地方“像一个可怕的合租屋,很臭,很吵,很乱,没有人能睡个好觉。但你不能离开,必须一直工作”。看起来这与监狱并没有什么两样了。
为什么会这样?美国、俄罗斯和十几个发达国家为了建设和维护这个太空科学圣地花掉了几千亿美元,仅美国宇航局一家每年就要往里投30~40亿美元;它的总质量超过400吨,里边除了昂贵的科学仪器外还有完善的生命支持系统 ;在空间站工作的全是训练有素的宇航员、高素质且专业的科学家和工程师。为什么仅仅20年时间,国际空间站就成了脏乱差的典型,成了宇航员的噩梦?
我们都知道,在400公里高的太空大气压几乎为零,空间站里需要维持1个大气压强来保证宇航员生存,国际空间站的加压容积达915.6立方米,与一架波音747客机相同。空间站里并不“空”,它安装了大量的仪器设备,真正留给人活动的空间大约只有388立方米。
388立方米的空间大约相当于一套130平米的大房子,听起来似乎很宽敞,然而对于7到9名宇航员而言却并非如此。因为火箭发射技术的限制,空间站基本上是由几米到十几米长、三四米粗的舱圆柱形段拼接而成,每一个舱段都是一个狭窄的小房间,四壁全是各种包裹、嗡嗡作响的设备和凌乱的电线,你在其间穿行需要格外小心。
我们可以很舒服地窝在沙发里刷个把小时短视频,但在太空中,十分钟不动就可能被憋死。因为失重环境下空气无法对流,我们呼出的气体会聚集在身体周围,二氧化碳越聚越多,最终导致窒息。
当然你不需要为宇航员担心,空间站里强大的空气循环系统一刻不停地抽取空气,将二氧化碳、水和其它有害气体过滤后再送回乘员舱里,因此在空间站里始终是有“微风”的。空气和水是太空中最宝贵的东西,宇航员们会喝净化过后的汗水和尿液,他们吸入的空气也可能经历过上百次循环。
国际空间站的再生生保系统极其昂贵,但它并不是万能的。
在空间站的空气中除了78%的氮气、21%的氧气和大约1%的二氧化碳外,还有人通过呼吸系统和消化系统排出的其它气体,以及皮肤汗腺散发的臭味,脱落的皮屑与毛发等等。空气循环系统通过活性炭吸附大部分灰尘和颗粒物,却无法去除掉所有的气味,一些臭气长时间在空间站循环。
前文提到国际空间站加压空间体积有915.6立方米,而人活动的空间是388立方米,因为有多达57%的空间被各种设备占据。这些设备内部空间和空隙中的空气极少流动,为霉菌滋生创造了机会。
由于打扫卫生马虎,或者宇航员们没有足够的时间和消毒湿巾用于清洁,国际空间站里到处充斥着霉菌,新的宇航员刚进入空间站时总会被霉味困扰,但很快他们就会对气味适应——太空失重使体液涌向头部,宇航员鼻腔充血,于是嗅觉变得不那么灵敏起来。
为了保持身体健康,宇航员在空间站里每天都要进行1~2个小时的身体锻炼,出汗的同时,皮肤也会分泌大量皮脂和气体物质,这些高分子物质一部分随水蒸气飘散到空气中,另一部分会粘在打湿的衣服上。
向空间站输送物资非常昂贵,每送1公斤水需要花费1公斤黄金的价钱,因此水在太空是非常宝贵的资源,不允许些许浪费。在驻留空间站的半年里,宇航员只能用湿巾擦拭身体,不能洗脸洗澡更不能洗衣服。他们的内裤需要穿几天后翻一个面再穿几天,运动服更是汗湿了晾干搓一搓再穿。你能想象一个每天运动大量出汗又十几天不换衣服的人,他身上会是什么气味(有兴趣的朋友可以在家里试试)。当衣服堆积了大量盐分,几个星期后硬到无法再穿时,宇航员才能将它脱下来,装进塑料袋放进货运飞船里,等待飞船返回大气层时一并烧毁。
尽管宇航员们都很节约,但他们依然每天都会产生相当数量的垃圾:吃剩的食物和包装袋、脏衣服、擦拭后的湿巾,粪便以及浓缩的尿液,这些东西都会装进袋子里再堆到货运飞船的角落,但货运飞船需要几个月的时间才会离开,于是各种垃圾在袋子里发酵,恶臭的分子在空气中扩散开来。
有朋友说,在太空中由于没有重力,衣服不会贴在皮肤上,因此不容易脏。这是一种充满想象力的自欺欺人的说法,事实上只要你细心观察任何一张宇航员的照片,都不难发现他们的T恤会贴着皮肤,并且汗液、皮脂、皮屑以及其它脏东西同样会吸附在衣服上,即使它们掉落,也一样会漂浮在空气中,聚集在角角落落里发霉变臭。
从2000年11月第一批宇航员常驻太空算起,国际空间站已经服役了22年,尽管在此期间多次升级改造,但空间站里脏、臭和霉菌问题始终无解。好消息是它很快将服役期满,到时候欧美宇航员就再也不需要忍受那监狱一般的难闻气味了。
参考资料及图片来源:
《每日邮报》:“美国宇航局宇航员斯科特凯利透露国际空间站有‘垃圾、防腐剂和狐臭’的气味,并说这让他想起了监狱的味道”
《科学》:“国际空间站是潜在危险细菌的家园”
《卫报》:“臭气熏天、死皮细胞泛滥:国际空间站上的生活”
http://WHYY.org:“探索时空恶臭的连续体,以前没有鼻子去过的地方”
NASA:国际空间站事实和数据
维基百科:国际空间站
二、航天员在空间站都做什么?
航天员的首要任务是保证空间站的正常运转,比如出舱维修,更换老化的部件,给地面通报空间站的运行状况。
空间站的最终目的就是通过试验去开发太空,造福人类,因此航天员的最重要任务就是进行太空试验。
三、航天员在轨道上出入空间站的通道?
气闸舱
气闸舱是航天员进入和返回太空用的气密性装置。航天器座舱内有空气,舱外的外太空没有空气,是真空,所以不能打开门直接出来,必须经过气闸舱。航天员在进入气闸舱前,要给气闸舱泵入空气。航天员进入气闸舱后,要关闭内闸门,把气闸舱内的空气抽入座舱才能打开外闸门,否则航天员就会被气压给冲出去了。航天员回来的时候要做相反的操作。这有点类似于船只过水坝的过程,必须进行水位的升降,气闸舱则是使内外气压相等。咱们天和号核心舱前面的节点舱,既是天宫空间站T形结构的节点,也充当气闸舱的作用,身兼数职。
四、航天员在空间站看到黄河长江了吗?
看到了
神舟十四号航天员蔡旭哲
还在中国空间站拍摄到了
黄河入海流的壮观视频影像
从山东东营黄河入海口注入渤海
五、神舟十五航天员在空间站呆多久?
神舟十五航天员在空间站呆的时间为6个月。
1.根据《中国空间站空间应用试验计划(2021-2025年)》规划,神舟十五是中国空间站建造期间的首枚载人飞船,计划有三次飞行任务。
首次载人试验航天员应回预留空间实习6个月。
2.此前任何神舟载人飞船前往航天任务的飞行时间均不超过15天,而此次神舟十五是中国载人航天史上的一次创举,首次实现长期载人在空间站的生活与工作,飞行时间达到半年以上,这也是中国载人航天计划向更深空区域延伸的尝试。
六、天宫空间站航天员名单?
杨利伟 1965 年生 神舟五号航天员
费俊龙 1965 年生 神舟六号航天员
聂海胜 1964 年生 神舟六号、神舟十号航天员
翟志刚 1966 年生 神舟七号航天员
刘伯明 1966 年生 神舟七号航天员
景海鹏 1966 年生 神舟七号、神舟九号、神舟十一号航天员
刘旺 1969 年生 神舟九号航天员
刘洋 1978 年生 神舟九号女航天员
张晓光 1966 年生 神舟十号航天员
王亚平 1980 年生 神舟十号女航天员
陈冬 1978 年生 神舟十一号航天员
七、现在空间站的航天员是谁?
费俊龙,邓清明,张陆,其中费俊龙是第三次执行任务,是指令长,邓清明,张陆是第一次执行任务,他们将执行六个月的长期驻留任务
八、航天员在空间站里排泄物最后怎么解决?
专用设施收集起来,尿液可再次制成水,便便可随飞船返回研究或再入大气层。
大家知道空间站里排泄不同于地球家园,受太空失重的环境制约,航天员都要在科学家研制的专门马桶来解决,问天舱配置的新一代马桶,给航天员如厕带来极大便捷。对排泄物收集也更智能便利!
太空排泄物随航天器再入大气层,也是国际航空处理的惯例。友友你怎么看?
九、中国空间站航天员运动多久?
为了完成空间站外的维修和维护任务,航天员需要穿上舱外航天服,进行舱外活动,也就是我们俗称的“太空行走”。
由于舱外航天服里边携带的氧气和水的数量有限,加上航天员体力精力限制,每次出舱活动的时间基本不会超过8小时。若是任务简单,可能一两个小时就能完成并返回。但是在每次计划内出舱前,航天员却要为此进行24小时甚至更长时间的准备。
中国新舱外航天服
为什么太空行走前要准备这么久?难道是中国航天员“业务不熟练”?国际空间站宇航员出舱前需要做些什么?我们今天就来聊一聊太空行走的话题。
太空行走是一项复杂且危险的工作,由于近地轨道环境恶劣,不仅没有空气、没有气压,还要在短时间里多次面对正负100多度的高低温交替,太空中各种宇宙射线和微流星也时刻威胁健康和生命安全,因此航天员出舱时需要穿上厚厚的舱外航天服。
翟志刚舱外活动
出于安全设计,航天服很笨重,里边有氧气和水袋,航天员可以通过头盔里的吸管喝一点水,但没办法吃东西,如果任务复杂,你得饿着肚子在太空里连续干8小时。当然,在这个过程中你也不能上厕所,一切都要解决在成人尿裤里,你能想象那里边的气味……所以太空行走一点儿也不浪漫。
对航天员的折磨早在出舱前一天就开始了,负责出舱任务的航天员要提前24小时将自己关进气闸舱开始“闭关”,吃喝拉撒都在里边解决(否则要全站减压,代价很大)。之所以需要一天时间,倒不是因为穿航天服有多么复杂,也并非航天员杂七杂八的破事儿多,他们最重要的一项任务就是——减压。
中国航天员地面训练
我们地球表面的大气压是101千帕,这个压强通常被称作“1个大气压”,空间站跟地面一样也维持在1个大气压左右。但是舱外航天服里边的空气压强并没有这么高,出于多方面考虑,航天服里的压强被限制在29.6千帕,不到海平面气压的30%,比珠峰顶端的气压(33.8千帕)还低。
从1个大气压突然降到三分之一压强,人肯定是受不了的,会得减压病,所以得慢慢来,一点一点地降压。出舱航天员进入气闸舱后,先关闭所有舱门,再将气闸舱里的大气压力缓慢降到70.3千帕,这个过程大约需要24小时。气压下降意味着人呼吸的氧气减少,所以在减压的同时需要适当增加气闸舱里的氧气供应。在这一天里,航天员可以最后调试和检查航天服、做一些出舱任务的技术准备。
出舱前预吸纯氧
到了出舱前1小时,航天员开始戴上氧气面罩,预吸纯氧,把体内的氮气排除干净。随着舱内压力的进一步降低,航天员需要在15分钟时间里穿好航天服,并呼吸航天服里的100%浓度纯氧气。
细心的小伙伴肯定会发现一个严重问题:纯氧有毒啊!难道航天员不怕中毒?
纯氧有毒是真的,航天员不怕中毒也是真的,因为纯氧中毒它是有条件的——当我们吸入的氧气分压超过0.3巴(30千帕)时,氧气会对细胞产生毒性。
在1个标准大气压下,我们吸入氧气的分压为0.21巴(21千帕),如果空气里的氧气增加50%,我们长时间呼吸就会对身体有害。但请注意这里有一个“分压”的概念,大气压强降低,空气中氧气比例不变的情况下,氧气的分压也会随之降低,反之亦然。
出舱前准备
由于航天服里的总气压只有29.6千帕,即使装的100%氧气,它的氧气分压也不会超过30千帕的安全线,因此航天员连续8小时呼吸纯氧也是安全的。
航天员之所以大费周章地耗费一天多时间做出舱前准备,最主要的原因就是为了出舱之后能安全地呼吸纯氧。那么呼吸普通空气不行吗?
我们知道舱外航天服的空间是有限的,氧气只占空气的21%,这意味着需要额外携带多4倍体积的氮气。氮气对人体没有帮助,它只在标准气压下降低氧气分压,而当气压下降时,氮气就变成一种有害气体。舱外航天服里的空气压力不到标准气压的三分之一,一个重要原因是航天服的安全性——气压太大容易撑破;另一个原因是如果里边的压力太大,航天服变得很硬,航天员的活动会更困难。
俄罗斯宇航员准备出舱
现在你知道了:
航天员之所以在出舱工作前耗费24小时甚至更多时间进行准备,并不是业务不精,而是需要防止减压病。舱外航天服里的压力只有地面气压的30%,并且体积和承压能力有限,航天员在太空行走过程中呼吸纯氧,这些都需要比较长时间来适应。当然,如果是应急出舱活动,这个适应时间将会大幅度压缩。
中国航天员检查飞天航天服
事实上,当航天员连续工作几个小时,饿着肚子精疲力尽地回到气闸舱后,他们并不能马上吃到热腾腾的饭菜,因为舱内升压也需要一段时间。当然啦,中国航天员更有福气些,他们的航天服里准备了少量棒状食物,饿的时候低头用嘴一叼就能吃上。
航天员们非常辛苦,这是一个光荣和充满挑战的职业。让我们向中国航天员致敬!#中国空间站航天员首次出舱
十、中国空间站首位女航天员?
王亚平
2013年6月11日10时,全国8万余所中学的6000余万名师生同时看到了这一幕。王亚平在距离地球超300公里的天宫二号,完成了我国第一次太空授课,也成为了我国第一位太空教师。
王亚平,1980年1月生,1997年8月入伍,2010年5月成为我国第二批航天员。2013年6月,她圆满完成神舟十号飞行任务。2013年7月26日,中共中央、国务院、中央军委,授予王亚平“英雄航天员”称号。
这份荣誉的背后,是女性航天员更大的付出。王亚平的训练内容、强度,和男航天员没有区别。
模拟太空失重环境下的水下训练,一次就是4到5小时,体重会降低一到两公斤。采用离心机,进行8个G的超重训练,相当于八个自己压在身上。
面对极限挑战,航天员可以按下红色按钮停止训练,但航天员大队成立23年来,没有人按下这个按钮。
王亚平,从山东一个种樱桃的小山村出发,一步步成长起来。