在中國空間站生活的宇航員能用(神十四宇航員穿新衣迎接神十五!航天員的服裝都有哪些功能作用?)
在中國空間站生活的宇航員能用文章列表:
- 1、神十四宇航員穿新衣迎接神十五!航天員的服裝都有哪些功能作用?
- 2、如何與神十五隔空互動?成都小伙小區樓頂拍到中國空間站
- 3、天宮空間站的創新功能:出艙航天員異艙回站,NASA艙段無此功能
- 4、航天快遞成功發射 提前為航天員投遞太空日用品
- 5、你的來信,航天員已收到!中國空間站將回信
神十四宇航員穿新衣迎接神十五!航天員的服裝都有哪些功能作用?
2022年11月29日,隨著神舟十五順利發射,成功與空間站實現對接,一場別開生面的“航天服變裝秀”華麗登場。
網友們通過直播觀看了這場來自太空的空間大會師。神舟十四的三名宇航員特意換上獨一無二的新衣迎接來自神十五的接班人。
隨著艙門徐徐打開,陳冬、劉洋、蔡旭哲身上淡藍色衛衣上印著的卡通圖案和歡迎語瞬間萌翻一眾網友,大家都直呼太有愛了,我也想要同款。
這次,航天局一改往日嚴謹清秀風,上演淡藍可愛秀,著實讓人感覺狂接地氣。
那么,為什么在空間站里我們通常只能看到航天員身著藍色工作服,他們的私人服飾卻幾乎看不到呢?
那是因為航天員的衣服需要在不同的太空環境下,擔負起為宇航員保駕護航的重任,它們不僅價格高昂而且需要大量高科技的加持,現在就讓我們一起去看看這些令人瞠目結舌的航天高定吧!
航天服的由來
眾所周知,宇宙對于人類來說是一個神秘而無限的存在,如果說飛機成為交通工具是人類開啟對高空探索的里程碑,那么奔向太空探索宇宙奧秘就成為人類的終極夢想。
1961年4月12日,隨著負責載人航天研究工作的蘇聯宇航專家科羅列夫對加加林說道:“尤拉,你不要緊張,無論你著陸在哪個角落,我們都能找到你。”的話音落下,人類邁出了航天史上最為重要的第一步。
彼時,因為航天器的防震和防輻射系統都處于初級階段,在太空中遭遇不明輻射和不明物體侵襲,重力失衡有可能導致肌肉萎縮和骨骼硬化成為威脅宇航員生命安全的核心問題。
保護宇航員在太空中安全作業的需求誕生了第一代航天服。
宇航服
從1959年美國宇航員戈爾登.庫勃的“水星計劃”套裝到加加林的SK-1套裝再到ACES南瓜套服,宇航服的發展進程日新月異,時至今日它已經內置了所有宇航員生存所必需的高科技裝備。
隨著科技進步,航天服在考慮安全性的同時,研發出既美觀舒適而又功能多樣的服飾。航天員們可以根據不同階段和場合穿著不同類型的服裝。
艙內航天服
航天員在出發、返回和在軌運行期間必須穿著艙內航天服,它與艙內設備連接獲取電能、氧氣等,用于在航天器密封艙壓力下降到不適合人類生存時為航天員營造艙內壓力環境,保證航天員的生命安全。
之所以必須要穿著艙內航天服往返太空和地面,其實是因為一次慘烈的航天事故。
1971年6月29日,蘇聯的三名宇航員完成了天文觀測和失重條件下植物會如何生長等一系列實驗,他們已經在空間站停留20多天。
是時候返回基地,根據地面航天局的雷達監測,返回艙一直處于正常狀態飛行狀態,地面人員已經做好接應三名宇航員的準備,可就在這時不幸的事發生了。
當地面工作人員趕到預定降落地點,返回艙艙門打開的那一瞬間,只看到三名宇航員一動不動地待在艙內,已經全部停止呼吸。
經過調查發現,他們體內器官大出血,血管中還有氮氣殘留,也就是說他們是在極度痛苦的狀態下死亡。
原來宇航員在斷開返回艙和軌道艙的連接后,返回艙壓力閥門的真空管被震開,從而導致返回艙的密封性受到破壞。
隨著返回艙內的空氣壓力瞬間降低,在極短時間內,返回艙內的空氣全部泄露,三名宇航員瞬間置身于一個真空罩中,完全失去了氧氣供給。
宇航員因急性缺氧而產生窒息,太空中的氮氣同時在他們體內產生大量氣泡,氣泡積累在人體肺部,肺部隨之膨脹,直至引發血管爆裂。
這次太空事故另一個重要原因就是飛船設計不科學,座艙小而擁擠,最多只能容納兩名航天員在里面工作、行走。
而當時返航的三名宇航員,為了正常開展工作,他們不得不在出發和返回時脫掉臃腫的航天服,恰恰是這個舉動,在飛船遇險空氣全部漏光,密封艙壓力驟降的時候,宇航員因為沒有穿著艙內航天服而最終殞命。
在探索過程中因為技術原因導致的損傷不可避免,但是這類因為僥幸心理和人為原因造成的傷害卻極度令人痛心。
經過這次慘痛的經驗教訓,航天界已經形成鐵律,所有宇航員在發射和返回時必須穿著艙內服,以保障他們的生命安全。
艙外航天服
艙外航天服俗稱“太空漫步袍”,大家只看到外形類似擴大版的羽絨服加載一個頭盔,實際上這套衣服有六個各自獨立的運作系統,相當于一個獨立的小型載人飛船。
它除了具有艙內航天服所有的功能外,還加載了防輻射、隔熱、防微隕石、防紫外線四層防護系統,為了維持人體的冷熱平衡,艙外服添加了液冷系統,并配備背包式生命保障系統。
也就是說,宇航員可以穿著迷你人造飛船在惡劣的太空環境下出艙活動,完成空間站的建造、維護和維修;航天器(如衛星等)的在軌釋放、捕獲和維修;應急故障的處置等。
因為功能全面,技術及面料要求絕非普通衣服可比,可以預見地艙外航天服造價十分昂貴。2005年,中國載人航天飛船搭載航天員楊利偉進入太空,他身上穿的那一身航天服就價值3000萬元,也就是第一代“飛天”。
目前中國空間站使用的艙外服已經升級到第二代“飛天”,它的性能和使用壽命已經高出一代三倍,所以它的造價肯定遠超第一代。
所以相對于艙內服和工作服來說,艙外服可以稱得上各行業工作服中的王者。
然而如此昂貴的艙外服卻很難被帶回地面重復使用,這里面有著很現實的原因。
航天員每次身穿艙外服出艙工作,在惡劣的太空環境下持續工作6到8小時,強輻射、高達兩百多度的溫差、高真空會給艙外服造成不同程度的損傷,久而久之,即使制作艙外服的材料再高端,也難免對艙外服造成不可逆轉的破壞,以致于它的壽命只能以次數來記。
隨著艙外航天服達到使用壽命之后,每個部件都相繼老化,如果繼續使用,一旦出現任何故障,必定會給航天員帶來生命危險。
另一方面,如果把艙外航天服帶回地球,最多容納3位航天員的返回艙再加上重量高達一百多公斤的艙外服,勢必給航天員在返回艙中的工作帶來不利影響,增加返回地面的危險系數。
航天員穿著艙外宇航服在太空中工作很長時間,上面難免殘留有輻射,帶回地球恐怕會引起重大的污染。
所以說,從回收成本和航天員安全方面來看,把已經完成使命的艙外服拋在地球大氣層是最好的選擇。航天服會在墜入大氣層時,因為摩擦產生巨大熱能,在熱能作用下航天服被燃燒殆盡。
艙內工作服
從神五到神十五,中國航天員在太空的駐留時間越來越長,他們的服裝多樣化需求日漸提高,航天員服裝逐漸分化為在軌系列化服裝、地面系列化服裝和服裝配飾。
中國航天員在空間站工作生活的服裝變得種類繁多:工作服、實驗服、失重防護服、鍛煉服、休閑服、常服、任務訓練服等,這些服裝大多具有特殊功能。
眾所周知,生活在地球上的人們,每時每刻都在對抗著地心引力。當人類離開脫離地心引力進入太空飛行,身體各個部位都會承受失重、輻射、幽閉環境的考驗。
在這些嚴酷環境長期侵襲下,航天員的骨骼健康、肌肉、心血管功能難免會遭到一定程度的損傷。
為了將損傷降到最低,航天員每天必須進行至少2個小時的運動鍛煉,主要目的是為了讓身體在失重狀態下保持骨骼強壯,同時防止肌肉松弛,對抗失重效應,保持最佳狀態。
當然光是運動鍛煉是不夠的,畢竟他們還要在有限的時間里完成研究工作,失重防護服就應運而生。
這件被稱為“企鵝服”的失重防護服從外表來看和普通的工裝沒有任何區別,但實際上它是幫助航天員對抗失重環境的利器。
“企鵝服”鑲嵌著很多拉鏈,每個拉鏈背后都有一個口袋。這個口袋不是“哆啦夢”的寶物袋,它里面藏著很多調節環,這些調節環上都有固定的彈力帶,這些彈力帶把人體的胸部、腿部、臀部、腳踝肌肉綁緊,讓肌肉隨時處于緊張狀態,從而有效防止失重帶來的肌肉萎縮。
航天員可以一邊工作一邊通過失重防護服的內置強拉力減緩肌肉萎縮。
2021年我們年輕的女航天員王亞平曾身著一件灰色服裝亮相,這件灰色制服就是實驗服,它具有保暖和方便超聲探頭操作等功能,通常運用于航天員在在軌體檢和醫學實驗。
在大眾的記憶中,我們國家的航天服主打色系是白色和藍色。白色系主要應用在艙內航天服和艙外航天服中,為什么采用白色呢?
一方面因為在大氣外層有超強的太陽輻射,白色不僅能把太陽光譜中的熱光源反射到太空中,還能有效降低熱輻射率。
另一方面,白色在極度寒冷的太空可以有效降低航天員的對外輻射,起到保溫作用。
而艙內工作服之所以選擇藍色,很大程度上是因為中國航天員都來自空軍,我國空軍的制服就是藍色的,象征著他們的主戰場是寬廣無垠的藍天。
當然航天員在幽閉枯燥的環境長期工作之后,難免產生一定程度的煩躁心理,藍色可以起到舒緩和調節心情的作用。
隨著航天事業的飛速發展,航天服在色彩上的運用更加親民,橙色、黃色、粉色之類的彩色穿搭頻繁出現在航天員的運動服或節日服中,給枯燥而單調的太空生活注入不一樣活力。
2022太空變裝秀已接近尾聲,在充滿危險和變數的太空環境中,即便穿著再精密抗造的航天服,也無法預知下一秒鐘會發生什么。也許,航天員們在出發前已經做好犧牲的準備。
這條問天之路一定會經歷坎坷與險阻,但勇氣與希望與之相伴共生,中國航天,使命必達!
如何與神十五隔空互動?成都小伙小區樓頂拍到中國空間站
日前,四川成都一位網友在某社交平臺發布的自己拍攝的中國空間站圖片和視頻,引發廣大網友關注和點贊。11月30日,“神十五”航天員順利進駐中國空間站,6名航天員首次實現太空會師,"中國空間站"成為熱詞。今日,上游新聞(報料郵箱baoliaosy@163.com)記者聯系上該名網友小肖,他表示,這段時間除了拍到中國空間站,他還多次拍到了國際空間站,且拍攝地方都在自己所住小區樓頂。
小肖今年27歲,四川成都人,常住成都高新區。他告訴記者,攝影是自己的業余愛好,加上工作時間比較自由,所以有大量時間來進行拍攝。記者注意到,他在自己的社交平臺發布了許多攝影作品,有地球自然景觀,也有月亮、木星、土星、星云等天體,還有不少關于空間站的視頻和圖片。近期,他發布的多張中國空間站的照片火了,惹得不少網友羨慕:“拍得很清楚!”
小肖拍攝的中國空間站。
“大約三年前,我購買了相機,開啟攝影之路;一年多時間以前,我開始研究天體攝影。”他表示,在網上看到一些星云和行星的圖片,感覺很震撼,為了拍攝,自己還專門購入了望遠鏡和赤道儀,“在拍攝木星和土星的過程中,我在網上看到專業人士對于空間站的拍攝,也試著進行了拍攝。”
他表示,空間站拍攝分為凌日凌月(即空間站穿過日月背景時留下的剪影)和對空間站的拍攝。凌日相對簡單,且對天氣要求稍低一些,自己完成了幾次國際空間站凌日的拍攝。為此,他還向記者發來了多張相關照片。他第一次拍中國空間站凌日,是在四川廣漢。“凌日要頂著太陽去拍攝,那是今年酷暑7月份的一天,我半跪著觀察拍攝被地面燙傷了膝蓋,但付出總有收獲,這個過程讓我難忘。”
中國空間站凌日照片。
小肖稱,空間站的拍攝不需要像凌日凌月那樣前往特定的地點,但對天氣、設備以及技術要求更高,需要非常精準的跟蹤和更高速的相機,同時后期處理也較為復雜。為此,自己更換了新設備,拍攝空間站用到的望遠鏡鏡身7000元,拍攝時與相機連接,所有設備加起來不到2萬元,但是比較重,接近百斤,挪動不方便,只好在小區樓頂拍攝,當然去到山區或者遠郊,效果會更好。
“成都陰雨天較多,今年我總共拍攝了不到10次,僅有6次拍到了,最近2次才拍清了形狀。”他介紹,前幾次拍攝的是國際空間站。“夢天實驗艙發射后,中國空間站的體積和亮度都高了很多。11月19日凌晨6點30分,中國空間站從成都上空劃過,我第一次完成了中國空間站的拍攝。”他透露,通過一些天文程序可以查詢到空間站過境以及空間站凌日凌月的具體時間,能夠精準到秒,這給自己捕捉空間站提供了方向。
從他發來的拍攝到的中國空間站照片來看,空間站呈現“T”字型。據介紹,隨著夢天實驗艙發射升空與空間站組合體交會對接,中國空間站形成三艙“T”字基本構型,隨著神舟十五號載人飛船與中國空間站成功完成全自主快速交會對接,中國首次實現空間站三船三艙6艙段“T”字組合體結構的獨特造型。
小肖拍攝所用的部分設備。
“他喜歡拍這些很久了,心有日月星辰吧!”小肖的朋友小伍向記者表示,自己去到小肖家里,也看到小肖為了拍攝空間站等候準備許久,設備很重,都是他一個人搬到樓頂天臺。為了能夠捕捉到好的角度,經常需要熬夜。“有一次,我陪著他,當他拍攝到空間站后,我們都很興奮。”小伍還透露,拍攝到的空間站照片其實并不特別清晰,后期還要進行一些處理,處理工序往往需要幾天,才能有最終呈現。
在天文愛好者云集的牧夫天文論壇,記者注意到,小肖將拍攝到的空間站照片發了上去,引發了網友羨慕。有網友求教技巧,他回復稱:“因為不能穩定跟蹤,所以無法目視,圖片疊加了100幀左右,但和單幀區別不大。”記者還注意到,在該論壇也有其他一些網友也表示拍攝到了空間站的畫面。
小肖使用的部分設備。
中國天文學會會員、天津市天文學會理事修立鵬介紹稱,作為我國長期在軌穩定運行的國家太空實驗室,中國空間站每天繞地球公轉16圈,每1.5個小時就轉一圈,在地面上的中低緯度地區,經常能夠在傍晚或黎明時分看到它在天空中劃過,最亮時亮度超過-1等,肉眼輕松可見。
普通人如何拍攝到空間站?為此,記者咨詢了一位喜歡天文攝影的專業攝影師李先生。“借助高倍高清望遠鏡,可以拍到空間站較為清晰的畫面。”他表示,中國空間站在距離地球400公里左右的軌道上運行,可通過單反相機或者手機來進行拍攝,如果身處較亮區域,相機感光度不要太高,可選擇廣角鏡頭,如果要更清晰拍到空間站,則需要借助更專業的設備以及拍攝技巧。
上游新聞記者 朱婷 受訪者圖
天宮空間站的創新功能:出艙航天員異艙回站,NASA艙段無此功能
再有兩個月時間,天宮空間站實驗艙Ⅰ問天艙就將搭乘長征5B遙三運載火箭實施發射任務,該艙段與天和核心艙一樣都屬于20噸級的大型艙段,最大直徑4.2米,17.9米的軸向長度將超越國際空間站的任一艙段。
長征五號B型運載火箭
問天號實驗艙Ⅰ與天和核心艙前向對接口對接效果圖
該艙分為三大結構,分別是資源艙、氣閘艙、工作艙,問天艙的氣閘艙將是天宮空間站的主份人員專用氣閘艙,屆時天和核心艙的人員氣閘艙將成為備份。
問天氣閘艙的條件要比天和氣閘艙的條件好得多,前者的出艙口是朝向地球一側,后者是朝向天頂方向,朝向地球一側出艙不僅可以領略地球美景,還可以盡可能避免陽光直射干擾。
問天艙氣閘艙出艙口面向地球一側
氣閘艙是航天員實施出艙活動的必經樞紐,其泄復壓功能是保障航天員安全出艙的關鍵功能,天宮空間站配置的兩個人員氣閘艙不僅可以在出艙活動實施前進行備份,還可以在實施過程中發揮備份作用。
比如,航天員經問天氣閘艙出艙后,該氣閘艙突發某種故障,而無法返回,此時艙外航天員可以自主爬行至天和氣閘艙回艙,此為“異艙回站”。
航天員經由問天艙氣閘艙出艙效果圖
以國際空間站為例,NASA管理的艙段就不具備“異艙回站”功能,因為它只有一個氣閘艙,雖然俄艙段也配置有氣閘艙,但二者的標準并不能兼容,所以難以在出艙任務實施過程中相互備份。
“異艙回站”需要一名艙內航天員穿著艙外航天服進入氣閘艙完整執行出艙流程作業打開艙門,否則艙外航天員是無法打開備份氣閘艙的艙門,這也意味著天宮空間站具備兩人以上規模的出艙作業能力。
天宮空間站出艙任務“異艙回站”路線示意圖
載人航天,人命關天。載人空間站最重要的就是保障航天員安全的各類冗余設備能力,比如問天艙就完整備份了天和核心艙的能源管理、信息系統、控制系統和載人環境等關鍵功能。
除了前文所述的氣閘艙備份,問天艙還有很多備份設施,比如它也有保障3名航天員在軌休息的睡眠艙,平時可在兩批乘組輪換時發揮作用,在軌工作生活吃喝拉撒一樣都不能少,除了睡眠備份,就連衛生間以及配套的尿處理子系統也都有備份。
天宮空間站應急避難區
天宮空間站三艙組合體地面驗證艙
如此完整的備份,使得問天艙成為了天宮空間站的應急避難區,一旦遭遇險況,站內航天員可迅速進入問天艙并關閉節點艙的雙向承壓艙門,進而長時間等待地面救援船的到來。
航天快遞成功發射 提前為航天員投遞太空日用品
中新社西安5月10日電 (楊英琦)5月10日1時56分,長征七號運載火箭成功將天舟四號貨運飛船送入太空,中國空間站建造階段正式拉開帷幕。此次發射任務中,中國航天科技集團四院(以下簡稱:航天四院)為航天員生活的空間站提供了日常易耗品,這些產品隨飛船進入空間站,為后續飛行任務做好保障準備。
5月10日1時56分,搭載天舟四號貨運飛船的長征七號遙五運載火箭,在中國文昌航天發射場成功發射。 中新社記者 駱云飛 攝
空間站是一種在近地軌道長時間運行,可供多名航天員巡訪、長期工作和生活的載人航天器。由于長期在“空間家園”工作生活,航天員必然要消耗大量日常用品。為提前給航天員“備貨”,由航天四院42所研制生產的艙外航天服備件、結構密封件備件、“太空廁所”上蓋組件、二氧化碳吸附藥盤等隨貨運飛船提前入駐“空間家園”。
據介紹,航天四院42所為天舟四號貨運飛船及空間站提供的所有動、靜結構與機構密封件,可為艙體結構提供嚴絲合縫的密封系統,對隔離艙體與外層空間、支撐艙內環境起著至關重要的作用,可以防止艙外的輻照,耐受空間環境各種嚴苛的考驗,確保航天員的生命安全和艙內儀器儀表的正常運行,為航天員提供了可靠的長壽命密封防護。
航天員如果出艙,艙外航天服就成了保護他們安全的唯一屏障。而一件艙外航天服,需要幾十種形態各異的密封件,皆由航天四院42所提供。這些密封件除了滿足各項性能指標外,還根據人體學功能滿足多種復雜要求,能夠耐受嚴苛的空間環境,既確保密封嚴絲合縫,又確保航天服關節靈活自如。
航天四院介紹,二氧化碳吸附藥盤是艙外航天服生保分系統中的重要部件。航天員在執行艙外任務時,該藥盤能吸收航天服內代謝產生的二氧化碳,確保二氧化碳濃度在允許范圍內,從而保障航天員生命安全和身體健康。
此外,空間站的“太空廁所”易耗品——大便袋上蓋組件等,則為航天員提供日常生活排泄物的殺菌處理,從而讓航天員能夠更加安全、衛生、舒適地在太空長期工作生活。(完)
你的來信,航天員已收到!中國空間站將回信
“帶著我的夢想上天宮”征集活動今年4月啟動。網友給中國航天員寫一封信,將有機會由航天員在空間站內拆閱并回復。
活動啟動以來,航天員們已經收到來自全國各地的3萬余封來信,其中有很多來自中小學生。小小的心愿、大大的夢想,孩子們用質樸而熱情的文字寫下他們的航天夢。
目前正駐留在中國空間站的三位航天員是陳冬、劉洋、蔡旭哲。神舟十四號載人飛船于6月5日成功發射,航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲順利進駐天和核心艙,開啟為期6個月的在軌駐留,開展空間站平臺維護與照料、機械臂操作、出艙活動、艙段轉移等工作以及空間科學實驗、技術試驗。
孩子們的信件已經寄往中國空間站,神舟十四號載人飛船航天員乘組將閱覽并回復。他們選到哪位小朋友?回信中說了些什么?一起期待!
來源: 人民日報客戶端