吃——最容易的事變得復雜奇妙
吃飯、喝水對于生活在地球上的人來(lái)說(shuō),是一件再平常不過(guò)的事了,但在失重環(huán)境下的太空生活,宇航員的飲食就變得十分復雜而且特別奇妙?梢哉f(shuō),宇航員的營(yíng)養需求、食品制備、供給和他們的進(jìn)食方式等都有一定的特殊性,與他們在地面生活的飲食有著(zhù)很大的不同。
航天食品從本質(zhì)上講與地面普通食品是一樣的,都是為人體提供能量和營(yíng)養。但為了節省飛船的空間和發(fā)射時(shí)的有效載荷,宇航員攜帶的航天食品應盡可能重量輕、體積小。如營(yíng)養好的干化餅干和干化香腸,吃時(shí)用水泡一下,即可恢復到與新鮮食品相近的味道。航天食品除了要能經(jīng)受住航天特殊環(huán)境因素的影響,如沖擊、振動(dòng)、加速度等的考驗而不失效外,還必須針對宇航員在失重條件下生理改變的指數對膳食的營(yíng)養素作適當調整,如肌肉萎縮就要求食品必須提供充足的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì);骨質(zhì)丟失則要求食品提供充足的鈣以及適宜的鈣磷比例和維生素等。
宇航員在航天飛行活動(dòng)中如何進(jìn)食,對他們來(lái)說(shuō)是一個(gè)不小的考驗。在失重條件下,一杯盛滿(mǎn)水的杯子朝下朝上放都一樣,杯子里的水不會(huì )自動(dòng)飄浮或灑落出來(lái),如果放在桌子上,杯子會(huì )連同水一起飛起來(lái)。所以說(shuō),宇航員在地面上原有的吃飯、喝水習慣到了太空就完全不能適用了。一般來(lái)講,各種食物、零件、用具等都是固定好了的。宇航員從食品柜里拿出食品后,要把裝食品的復合塑料膜袋剪開(kāi)一個(gè)小口,把叉子和筷子伸進(jìn)口袋里叉著(zhù)往嘴里送。為了防止食品碎屑到處飄飛,影響宇航員或設備的正常工作,這種食品往往都用小包裝,制成與口大小相近的方塊、長(cháng)方塊或小球狀的“一口吃”食品,吃時(shí)不必再切開(kāi)。如果宇航員要喝水,吃湯、羹、汁、果醬時(shí),直接從塑料口袋或牙膏狀的軟鋁管里,一點(diǎn)一點(diǎn)往嘴里擠就可以了。
隨著(zhù)火箭技術(shù)的發(fā)展,宇航員從地面帶去的食品可以豐富些了。如濕食品或半濕食品的帶汁火雞、牛肉等,它們的水分含量和地面吃的正常食品相同,F在,宇航員們在太空艙里已經(jīng)可以使用微波加熱器來(lái)烘烤食物了。這種微波加熱器與地面上使用的加熱器有所不同。它上面有一些特制的凹進(jìn)去的小格。為了防止加熱時(shí)食物飄浮起來(lái),需要加熱的食物都必須固定在這些小格內,插上電源后,一會(huì )兒就可以將食物加熱到可口的程度。有了它,宇航員們就可以品嘗到熱烘烘、香噴噴的紅燒牛肉、炒蛋、豬排等食物了,其口感與在地面沒(méi)有多大區別。
穿—一件衣服價(jià)值千萬(wàn)美元
人們對于服裝的認識往往只局限于其蔽體、保暖、美觀(guān)、大方等特點(diǎn),可是當人類(lèi)進(jìn)入太空就會(huì )發(fā)現,航天服的作用早已超出了傳統范疇。因為,太空接近真空的壓力環(huán)境、極端的溫度環(huán)境,缺乏生命所需的氧氣,空間隕塵、空間碎片和空間輻射的威脅等,都需要航天服為宇航員在太空的生活和工作,提供一個(gè)良好的防護和保障系統。
航天服按功能可分為艙內航天服和艙外航天服。艙內航天服用于飛船座艙發(fā)生泄漏、壓力突然降低時(shí),宇航員及時(shí)穿上它,接通艙內與之配套的供氧、供氣系統,服裝內就會(huì )立即充壓供氣,并能提供一定的溫度保障和通信功能,保證宇航員在飛船發(fā)生故障時(shí)能夠安全返回。而艙外航天服則更為復雜。它是宇航員出艙進(jìn)入開(kāi)放的宇宙空間進(jìn)行活動(dòng)的保障和支持系統。它不僅需要具備獨立的生命保障和工作能力,包括極端熱環(huán)境的防護和人體平衡控制、氧氣供應和壓力控制、服內微環(huán)境的通風(fēng)凈化、測控與通信系統、電源系統以及宇航員視覺(jué)防護與保障,而且還需具有良好活動(dòng)性能的關(guān)節系統以及在主要系統故障情況下的應急供氧系統。艙外航天服結構上由微流量防護層(外罩)、真空隔熱屏蔽層、氣密限制層、通風(fēng)結構和液冷服等組成,猶如一個(gè)獨立的生命保障系統。一套艙外航天服系統通常比一個(gè)健碩的人還要重許多。它的價(jià)格自然也不菲,目前研制生產(chǎn)一件艙外航天服要花費上千萬(wàn)美元。
談到航天服,不能不講一下“太空噴氣背包”。這種背包高約1.25米,寬約830毫米,總重150公斤,內裝12公斤液氮,共有24個(gè)噴嘴。它像一把沒(méi)有坐位的椅子,安在宇航員的背上。宇航員可以通過(guò)扶手上的開(kāi)關(guān)控制24個(gè)微型噴嘴,噴射出背包里的壓縮氮氣,從而形成各個(gè)方向大小不同的反推力,實(shí)現不同方向的移動(dòng)。有了這種噴氣背包,宇航員就能在茫茫太空中隨心所欲地翻筋斗、旋轉,向上、向下、向前、向后地自由移動(dòng)了。
住——密艙生活考驗技巧
宇宙環(huán)境是極為惡劣的,對人體有害的主要因素是高真空、高缺氧、宇宙輻射、溫度差異等。在這樣的環(huán)境中宇航員是無(wú)法生存和工作的。于是,科學(xué)家研制出了一種與外界隔絕的密閉環(huán)境座艙用來(lái)保護宇航員。
供宇航員居住、生活和工作的密閉艙是宇宙飛船上的一個(gè)主要部分,是保證宇航員身體健康的環(huán)境控制與生命保障系統。生命保障系統最為重要的是供水系統。它的主要任務(wù)是供給宇航員生活用水和飲食用水。密閉艙是一個(gè)狹小的環(huán)境,必須對不斷產(chǎn)生的污染物加以?xún)艋,以維持艙內空氣新鮮,保證宇航員的身體健康。
由于失重飄浮,宇航員行動(dòng)起來(lái)不像在地面上那樣自如,坐立不穩搖搖晃晃,稍一抬頭仰身就有可能來(lái)個(gè)大翻身,彎腰時(shí)又可能翻筋斗,所以一切動(dòng)作都得小心翼翼。航天飛行中,睡袋一般固定在飛船內的艙壁上。在失重時(shí)分不清上和下,站著(zhù)躺著(zhù)睡都一樣,所以宇航員既可以靠著(zhù)天花板睡,又可以筆直地站著(zhù)靠墻壁睡,只要他高興。為了防止無(wú)意中觸及開(kāi)關(guān),他們睡覺(jué)時(shí)必須把雙手束在胸前。宇宙空間中的睡覺(jué)姿勢很特殊,失重時(shí),身體完全放松會(huì )自然形成一種弓狀姿勢。在空間軌道站上,宇航員已可享受分隔式臥室和床,但他們在睡覺(jué)時(shí)必須把自己捆在床上,以免翻身時(shí)因失重而飄離。
另外,在宇宙中航行的宇航員和地球上的人一樣,也需要有個(gè)人清潔衛生的處理,如刷牙、洗臉、洗澡、大小便等等,但這一切都需要有特殊的設施和技巧。比如在失重時(shí)刷牙,牙膏泡沫很容易飄浮起來(lái),水珠在艙內飛飄,會(huì )影響人的健康和儀器正常運轉。為防止這個(gè)問(wèn)題,美國采用一種特制的橡皮糖,讓宇航員充分咀嚼以代替刷牙,達到清潔牙齒的目的。宇航員洗澡時(shí),需要將耳朵塞上,帶上護目鏡,就像潛水員一樣。當人進(jìn)入浴室,還要穿上固定的拖鞋,這樣就不會(huì )飄浮起來(lái)了。美國“奮進(jìn)”號航天飛機上裝備有一種太空馬桶,造價(jià)高達2340萬(wàn)美元。這種馬桶可貯存處理更多糞便,有獨立的尿液分離器,可將尿和糞便分開(kāi)處理。馬桶上的氣流導引裝置,解決了失重條件下人體排泄的困難。
行——防止成為茫茫太空的人體衛星
1965年3月18日,蘇聯(lián)宇航員列昂諾夫離開(kāi)“上升”2號飛船密閉艙,系著(zhù)安全帶第一次到茫茫太空中行走,開(kāi)創(chuàng )了人類(lèi)太空行走的先例。然而太空行走與人們在地面上的行走不能相提并論,其困難程度是常人難以想像的,需要諸多的特殊技術(shù)保障措施。
由于太空處于真空狀態(tài),沒(méi)有大氣層的保護,溫度變化也很大,太陽(yáng)照射時(shí)溫度可高于100℃,無(wú)陽(yáng)光時(shí)溫度可低于-200℃,同時(shí)還存在著(zhù)能傷害人體的各種輻射和微流星體,因此在太空行走時(shí),必須身穿特制航天服。同時(shí),由于宇宙飛船、空間站、航天飛機這些載人航天器密閉艙內的人造氣壓、空氣組成基本與地面相同,故人體內吸有一定量的氮氣,而航天服內的氣壓較低,僅為大氣壓的27.5%,宇航員如果猛然出艙,遇到低的氣壓后血液供應會(huì )較差,溶解在脂肪組織中的氮氣游離出來(lái)卻不能通過(guò)血液帶到肺部排出而形成氣泡,因此可能造成氣栓堵塞血管,引發(fā)嚴重疾病。所以宇航員出艙前需要吸取純氧將體內氮氣排出,以免隱患。
在太空行走的宇航員圍繞地球高速運行時(shí),在廣袤的空間中沒(méi)有參照物,無(wú)法分清物體的遠近大小、速度快慢,如無(wú)保險措施,就可能會(huì )丟失在茫茫太空中而成為人體衛星。再加上載人航天器和自己都在運動(dòng),宇航員有時(shí)會(huì )被搞得暈頭轉向,亦有可能出現危險,所以太空行走需要采取保險措施———身系安全帶。安全帶猶如嬰兒的臍帶將宇航員與航天器連接起來(lái),以防宇航員在太空中走失。1984年2月7日,美國的“挑戰者”號航天飛機在進(jìn)行第11次飛行時(shí),宇航員布魯斯·麥坎德里斯穿著(zhù)一種帶助推裝置的航天服,首次在不系安全帶的情況下在太空中自由行走了95分鐘,捕獲了已經(jīng)停止工作的“太陽(yáng)峰年”號人造衛星,并對其進(jìn)行修理,排除故障后又將其重新送回軌道。布魯斯完成了航天飛機首次捕獲衛星的任務(wù)。這次太空行走也為人類(lèi)在太空中的活動(dòng)開(kāi)創(chuàng )了新的天地。但為了保險起見(jiàn),現在宇航員仍被要求系安全帶。萬(wàn)一宇航員不能自己走回航天飛機,可以用牽引纜索把他拉回來(lái)。
太空生活看似有趣,實(shí)際上是對宇航員生存技巧的一大考驗?磥(lái)要做個(gè)太空人,享受一下與地球人不一樣的生活,還真不是件容易事。
(來(lái)源:中國國防報;作者:張國權)