航天服在航天任務中是怎樣保護航天員安全的?
這一周,各行各業開始逐漸復工,好多小伙伴已經返回工作崗位了。在返崗的過程中,有一件事是非常重要的,那就是做好個人防護。小編看了一下周圍的小伙伴們基本上都配備了口罩、手套、便攜式消毒液等最基本的三件套。
在網上,小編看到有的網友還穿起了雨衣、戴上了頭盔,有的網友甚至還Copy起了航天員的造型,穿上了“航天服”。在這里為大家的防護意識和機智的想法點贊。
在深圳寶安機場一名乘客,為防疫穿上了“航天服”
話說回來,航天服之所以能被機智的網友copy也是有一定道理的,畢竟航天服的防護效果那可是很強大的。本篇,就為小伙伴們講述艙外航天服是如何保護航天員安全的?
熱愛航天的小伙伴們都知道,高層空間存在著看不見但又無處不在的空間高能輻射,此外還有大氣壓力低、缺氧、溫度變化異常等問題,如果不加防護的話,人類是無法在這樣的環境下生存的。航天員執行出艙任務時,沒有了載人航天器的保護,艙外航天服就成了航天員執行出艙活動任務時必需的也是唯一的個人安全防護裝置。
中國航天員使用的艙外航天服
艙外航天服主要依靠它的三大組成部分來保護航天員的安全,它們分別是生命保障系統、航天服本體和測量控制通信系統。
給航天員輸送給養的是生命保障系統
先來講講生命保障系統,在太空高真空環境中,艙外航天服必須是一個密閉的安全小環境,空間雖小,但滿足航天員生存所需的氧氣、水分、通風等條件一樣不能少,而為航天員滿足這些條件的正是艙外航天服的生命保障系統。
艙外航天服的生命保障系統分為“臍帶式”和“自主式”兩種類型。“臍帶式”生命保障系統通過一根軟管從載人航天器的艙載生命保障系統向艙外航天服進行通風、供氧、供水,控制航天服內氣體環境。“臍帶式”生保系統比較適合航天員在載人航天器附近進行出艙操作時使用。
使用臍帶式生命保障系統進行太空行走的航天員愛德華·懷特
當航天員執行登月探測等任務時,會選擇行動更加自由的“自主式”生命保障系統。“自主式”生命保障系統安裝或集成在艙外航天服上,外形有點像背包,它能夠直接為艙外航天服供氧、供水和通風,還能夠控制航天服內的氣體環境參數,為航天員出艙活動期間提供必要的生活支持,包括少量的飲水、進食和簡易的尿液收集裝置。
使用自主式生命保障系統的航天員在月球上行走
防護功能最強大的是航天服本體
接著再來說說艙外航天服的本體。艙外航天服本體是一種以硬式結構為主、軟硬結合的多層結構服裝,自裡到外由液冷通風服、氣密壓力服和多功能防護服構成。
液冷通風服的作用有點像是我們生活中用到的空調,當航天員執行出艙任務時會消耗大量的體能,同時產生很大的熱量,這個時候液冷通風服能夠調節艙外航天服內的溫度並為航天員體表通風,保證航天員身處在一個溫度舒適的環境中。氣密壓力服的作用很關鍵,在太空中,航天員一旦處在失壓或缺氧狀態下時,他們的生命安全就會受到威脅,氣密壓力服的作用就是為航天員提供合適的氣壓和有氧環境。多功能防護服穿在壓力服外,它能夠為航天員抵禦空間中的各種輻射,對微流星體、空間碎片也有一定的防護作用。
想要與外界取得聯繫要靠測量控制通信系統
最後,再來說說艙外航天服上裝備的測量控制通信系統,這套系統能夠幫助航天員與其他航天員或地面人員進行無線通話,出艙航天員一旦遇到特殊情況時,他們能夠通過測量控制通信系統將遇到的問題及時告知同伴或地面。再有,測量控制通信系統還能進行數據與圖像傳輸,幫助監測和測量航天員的生理參數和航天服內部環境參數,還能夠對便攜式環控生保系統進行測量和控制。
總之,以上這些措施都是為了更好地保障航天員的安全。未來,隨著航天技術不斷地進步,艙外航天服的防護手段還會變得愈加完善,航天服的種類、樣貌也會變得更加豐富起來。例如,美國的航天服研究專家Pablo de Leon 曾研發出了一款黑色與黃褐色相間的航天服,據說是可以給航天員提供更大的靈活性,這款航天服也是用於火星探索的一款備選航天服。再有,美國麻省理工學院的教授Dava Newman還研製出一款生物服,她在航天服的柔性材料之外又包裹上一層特殊材料,經過技術處理,製造除了緊身航天服,不僅看上去很酷,安全防護效果更好,穿起來也更靈活。
航天服研究專家Pablo de Leon研發的航天服
不過,雖然艙外航天服的防護效果變得越來越強大,但它並不適合應用到日常生活中,被網友copy的航天服也只是外形神似而已。我們目前最需要做的還是要認真做好個人防護,在任何情況下都不能掉以輕心,保護好自己也是在為防疫工作做貢獻。最後,再一次祈盼疫情早日結束,我們能夠盡快恢復正常的生活和工作。