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宇航员出舱服每件3000万元左右, 为什么不将它们带回地球呢?

时间:2022-05-06 13:06作者:admin打印字号:

1956年2月,著名科学家钱学森先生向党中央提交了一份名为《建立中国国防航空工业的意见》的报告书。同年4月,中华人民共和国航空工业委员会正式成立,同时也标志着我们中国的航天工程事业正式开始。

时至今日,中国在航天领域虽然仅仅只发展了六十多年,但已经成为了当今世界上当之无愧的航天大国。许多尖端科技技术,甚至已经走在了时代的前列。

到了2008年9月7日,中国宇航员翟志刚首次完成太空行走任务,标志着我们国家已经拥有完成太空行走的科技实力。可不少人在观察太空行走的过程中却发现了一个问题。

迄今为止,我们国家所有的出舱宇航服,似乎都没有被带回地球,这究竟是什么原因呢?要知道现如今每一件出舱宇航服的造价都在3000万元左右,无法回收岂不是太浪费了?

太空行走

真空作业的危险

想要搞清楚这个问题,我们就不得不提到宇航员们出舱以后,在真空中作业的危险性。有关于真空的概念,其实很多人都并不清楚,我们对真空的基本认知也停留在无法传递声音上面。

可除了无法传递声音之外,真空最恐怖的一点就是无法存在生命。真空,物理定义为一个气体状态低于大气压力的密闭空间。

可事实上,这个定义有一个前提条件,那就是在地球表面以地球大气压为对比。倘若是在地外太空之中,这样的定义意义并不大。

宇宙真空环境

不仅如此,如果以地球表面环境去猜测地外太空环境,那么人类必定会因此遭受巨大的损失。在我们的传统思维影响里,进入真空环境之中最严重的一件事情就是无法呼吸。

但实际上真空最危险的地方在于人体内外气压不平衡。我们生活在正常的大气压强下,对此没有具体的概念,可如果突然进入一个真空环境之中,或者大气压强瞬间降低,那么人体血液就会瞬间沸腾。

直接导致人类在短短十几秒的时间里失去生命。早在上个世纪七十年代初期,苏联的三位宇航员多勃罗沃里斯基,沃尔科夫和巴扎耶夫就用生命给全人类上了一课。

宇航员

当时三位宇航员在完成太空任务准备脱离空间站返回地球的时候,就因为返回舱突发意外,导致宇航员们直接暴露在真空环境之中,内外压强不平衡引起宇航员血液沸腾。

三名宇航员在短短几秒的时间里失去了生命。从此以后,所有国家再不敢小觑真空的威胁,任何可能威胁到宇航员生命的因素都被列为必须要攻克的首要问题。

除此以外,太空中太阳光的直射以及各种宇宙光线的辐射也极其恐怖。在没有大气层的保护之时,太阳光肆无忌惮地照射在人体表面,人类同样无法生存。

也正因如此,能否抵抗各种威胁并保证宇航员安全工作的高科技航天服就尤其重要。

宇航员

航天服

以我们国家造价3000万的航天服为例,除去抵抗外部影响之外,内部还要保证能够提供必要的大气压,水,氧气等等,其意义等同于穿在身上的小型宇宙飞船。

时至今日,由于出舱宇航服极高的技术难度,所以全世界仅仅只有中,美,俄三个国家能够独立制造而已。首先是内部的生命维持系统。

这一部分其实主要是以背包的形式放置于出舱宇航服上,为宇航员提供最基本的生命保护。在背包之中,压力调节,供氧,通风等设备一应俱全,让宇航员能够安心地工作,不必为外界事物而担心。

航天服

如果仅仅只是单个设备,或许制作技术并不难。可要将所有设备全部集中在一起,并缩小到一个背包之中,绝不是简单的缩小体积就能做到的。

其复杂程度和技术难度,也正是许多国家至今没能突破的科技难关。其次就是宇航服的基本结构,现如今我们国家的出舱宇航服一般有6层结构。

由内向外分别为舒适层,气密层,主气密层,限制层,隔热层,外防护层,而这六层结构又分别起到以下几方面的作用。舒适层主要是让宇航服可以紧密地贴合在宇航员身上,依靠自带的空调系统保证宇航员体温正常;

讲解宇航服构成

气密层以及主气密层则是为宇航员提供足够的大气压力,避免宇航员受气压变化的影响;而隔热层和外防护层就更好理解,主要就是隔热和防护。

除去这几层结构是为宇航员提供帮助以外,限制层则是作用于宇航服上,避免宇航服在充气过程中过度膨胀。

如果没有限制层的存在,那么宇航服就很容易在宇航员出舱的时候影响到相应关节的灵活度。这样一来,宇航员自然也不可能自如地进行舱外作业。

宇航服模型

出舱的难度

事实上,即便是拥有如此高科技价值的出舱宇航服,宇航员也很难直接进入太空进行相关作业。就现如今的科技来讲,宇航员们想要真正地进入太空,需要完成四个步骤。

首先是组装出舱宇航服,要知道出舱宇航服可不像我们日常穿着的衣服,从衣柜中拿出来就可以。想要穿上如此精密的服装,宇航员们第一步需要做的就是将宇航服的各个组件组装在一起并仔细检查。

让人感到不可思议的是,仅仅这个组装过程就需要至少十五个小时的时间。从这一点就可以看出来,宇航员们想要完成太空行走,难度绝不是我们能够想象的。

其次就是进行在轨训练,在穿好宇航服以后,宇航员们必须要将即将进行的太空作业模拟一遍。在整个出舱过程之中,这一步绝对是最重要的。

宇航服组装很困难

没有任何人会拿自己的生命开玩笑。无论经验多么丰富的宇航员,都必须严格完成这一步骤,否则就是对自己,对国家不负责任。

第三步则是清理太空舱,也就是将轨道舱之中的物品清空,为自己腾出一个作业空间,方便自己活动。而最后一步就是适应气压变化。

人体极为脆弱,即便是世界上身体素质最好的人,也不可能穿上出舱宇航服就可以外出作业,没有这个适应过程,宇航员的身体可能会出现各种各样的以外。在那样的环境中,这些以外都是致命的。

当这四个步骤全部完成以后,才意味着宇航员们可以正式出舱了。千万不要认为这是小题大做,太空中的任何一件事情,与地球上的区别都极大。如果因为大意疏忽而导致任何意外出现,都相当于是在犯罪。

历代宇航服设计

舱外活动的意义

对于人类而言,出舱执行太空作业是太空发展必定会经历的一步。除去最基本的生存可能性验证之外,设备调试,维修以及科学试验等等,都是我们必须要完成的任务。

随着科技的不断进步,设备调试以及维修等作业,许多机械臂已经能够帮助人类完成了,可与太空相关的科学实验,还是需要人类亲自操作才行。

这不光是因为机械操作尚未发展到能够代替实验的地步,更重要的是只有人类亲自验证的实验变化,记录的实验过程以及最终得出的结果才是最真实的。

事实上,只要是关注过航天员的人就知道,他们之中不少都是科学家出身。出舱宇航服给了他们完成实验的可能性,而他们也必将会为人类带来无比珍贵的数据。

只有这些数据越来越完善,我们人类才能对地外太空进行进一步的探索。

无法带回地球的原因

那么出舱宇航服既然这么重要,为什么至今没有办法带回地球呢?这主要是因为飞船返回舱根本无法承受太多的重量。

要知道出舱宇航服的单体重量普遍都超过了100公斤,一旦这个重量加在返回舱上面,就会给返回舱施加更大的压力,而这一点点压力往往就是致命的。

宇航服都非常重

以神舟飞船为例,它的返回舱在返回地球的时候,不仅要保证有足够的空气阻力来降低降落速度,还要确保有足够的抗热性,抵抗大气摩擦产生的热量。

我们时常在许多电影中看到一些航天器从地外回归地球的时候,会变成一个巨大的火球,其原因就在于大气摩擦产生的高温热量引起的火灾。

所以在建造返回舱的时候,防火盾就成了核心关键。而防火盾的受热面积和返回舱的整体重量息息相关,多一点重量也就意味着多一分危险。

返回舱返回地球动图

为了确保宇航员的生命安全,我们就必须要舍弃掉出舱宇航服的重量。事实上,苏联的三位宇航员之所以会在返回过程中出现意外,主要原因就在于:

他们让原本只能确保两人重量返回的返回舱“超载”,多出来的重量就成了夺走三名宇航员生命的罪魁祸首。或许不少人会提出疑问——

为何不将返回舱制作得更大一点,承重能力更强一点,这样不就可以避免宇航服的浪费了吗?其实这主要是由于技术和成本的限制。

飞船返回舱

返回舱设计的越大,意味着对应的承载结构强度就会越低。这样一来,危险性反而会变得更大。而人类目前所建造的返回舱,其实已经达到了设计的极限。

除非在技术上再次突破,否则根本没有设计更大且更安全的返回舱的可能。其次就是这种技术需要消耗的成本也远远超过了宇航服本身的研发成本,在这样的情况下,我们自然不会纠结于是否只能舍弃出舱宇航服这个问题。

和宇航员相比,为了3000万的宇航服去冒险,显然是十分愚蠢的行为。只要宇航员们能够安全的返回地球,那么损失几件宇航服又如何?

飞船返回舱

结语

在未来的发展过程中,我们相信一定会有更高科技的出舱宇航服出现,回收出舱宇航服的问题也一定能够得到解决。不过在这之前,我们首要关注的还是宇航员的安全。

如果安全都得不到保证,那么相关的太空作业或者太空探测就没有任何意义。不仅如此,出舱宇航服虽然会在回到地球的时候被舍弃,但只要它停放在空间站之中,那就可以多次循环使用,我们还有什么不知足的呢?

人类在探索未知的过程中,必然会付出一定的代价。我们能够用资金成本来保证安全,这本身就是一种幸运。

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