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管它冰天火海,载人航天器中自有桃源

  在地球上,我们感受着四季的冷暖干湿,衣食住行都受到气候的影响。航天员在载人航天器中也和我们一样吗,他们那里是热还是冷?

  我们都知道,为了维持生命活动,人体内会发生许多化学反应,这其中很多都需要酶来做催化剂。而酶,只有在适宜的温度下才能够很好地发挥活性,过高或者过低的温度,都会降低酶的活性,影响生命活动,甚至危及生命。

  所以,人的体温是相对恒定的,支持着身体能正常地进行各种活动。在太空中,不仅温度极低,而且还存在许多辐射,环境与地面相差非常大。

  

  太空环境与地面环境相差很大

  为了让航天员能够在这样恶劣的环境中生存和生活,载人航天器首先用它的外壳将一部分严寒和宇宙辐射阻挡在了航天器外部。其次,在舱内营造一个舒适的气候环境,这就需要对航天器内的热舒适性进行控制。

  

  航天员在礼炮7号空间站中

  热舒适:是指从物理、生理和心理三个方面,人对周围热环境的满意度评价。

  载人航天器的热舒适性,通常从温湿度控制、人的着装和活动强度等几个方面来考虑。由于载人航天器要在太空长时间飞行,空间相对较小,因而维持热舒适性的难度比地面上大很多。

  目前,世界各国载人航天器大多采用主动热控制和被动热控制相结合的方式来控制载人航天器内部的热环境。例如,当航天器内的航天员运动和仪器设备产生热量,为了保持舱内的温度相对稳定,就会采取主动散热方式。

  

  当航天员运动产生热量,航天器采用主动散热方式降温

  通常,载人航天器内部的温度控制在17~26℃范围内,相对湿度控制在30%~70%范围内。在这种环境中,航天员的穿衣指数是套装,也就相当于穿夹克的保暖量。

  当然,穿什么衣服并不是固定的,不仅与温度有关,还受到湿度、风速的影响。当环境中温度较高、湿度较大时,人会产生闷热感;温度较低、湿度较大时,人会产生湿冷感。通常,采用冷凝除湿的方法降低空气的湿度,增加热舒适性。

  另外,为了消除载人航天器中二氧化碳的蓄积,空气流通是必不可少的。空气流通需要严格限制风速,如果风速太小,无法达到消除二氧化碳蓄积的效果,风速太大有可能导致航天员产生吹袭的不舒适感,甚至受凉感冒。一般,舱内吹起的微风只有0.05~0.5米/秒的风速,相当于地面的0~1级风。

  

  航天员们在航天飞机中

  除了低温,载人航天器还会遇到高温,特别是在返回地球的时候。进入大气层后,航天器外表面会与大气产生剧烈摩擦,舱外温度高达上千摄氏度。

  

  神舟六号飞船返回舱表面有严重的燃烧痕迹

  美国的航天飞机使用的是隔绝热源的方式。通过在航天飞机的表面覆盖防热瓦,阻止外表面高温传导进舱内,保证舱内温度正常。

  

  亚特兰蒂斯号航天飞机

  载人飞船返回地球时仅剩下承载航天员的返回舱,通常在返回舱的外表面使用高温烧蚀材料,将热能吸收和散失掉。这样,尽管舱外烈焰熊熊,但舱内温度仍保持在设定的正常范围之内,航天员不会感觉到燥热难耐。

  

  神舟七号飞船

  这样,无论外面是冰冷刺骨还是烈火熊熊,载人航天器的舱内都会保持在一定的温度范围内,保证航天员安全、舒适,能够圆满地完成任务,回到地球。

  参考文献/《飞天英雄——追踪航天员飞天足迹》

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