网上有关“普通人在太空旅行之前应该接受哪些培训?”话题很是火热,小编也是针对普通人在太空旅行之前应该接受哪些培训?寻找了一些与之相关的一些信息进行分析,如果能碰巧解决你现在面临的问题,希望能够帮助到您。

想去太空旅游,地面上的太空模拟训练是非常必要的。而对于普通人来说,虽然做不到像宇航员那样的专业,但要想登上太空,事前的训练过程绝也不简单。任何一名参加轨道飞行的太空游客都要参加航天员训练的各项单元:如飞行训练、超重训练、失重训练、水中训练、模型训练、体能训练和生存训练。

在这次NASA的太空培训课程中,最让韩庚印象深刻的包括体验零重力以及体能极限等。

零重力体验

韩庚此次体验的零重力训练内容包括跟着飞机俯冲、螺旋下降、360度打转等。这些训练在上升的时候甚至体验到4倍重力,连抬手都很吃力,俯冲的时候更是有强烈的失重感。

飞机失重体验

失重训练是利用失重飞机完成的。它可以完成抛物线飞行,形成15-40秒的微重力时间。使人感受、体验和熟悉失重环境,在失重的时间Y可以做各种试验,如吃东西、喝水、穿脱衣服、闭眼与睁眼的定向运动,甚至可把一个舱体搬进机舱中,还可以进行人在失重的时间Y从舱体爬出来的试验,训练太空的出舱活动。

法国推出太空失重飞行体验

当地时间2013年3月15日,法国Merignac地区,参加“体验太空失重飞行”的乘客乘坐特制的空客A300零重力飞机,在空中体验漂浮的感觉,度过他们梦寐以求的时光。这是欧洲首次推出此类商业飞行,每位乘客收费6000欧元,通过迅速升高和降落让乘客体验失重感,每次持续20秒,失重体验累积时间约5分钟。整个飞行时间约两个半小时。

水中失重体验

除了失重飞机,在水下训练也是一个很好的方法。

像美国航天局一样,俄罗斯联邦航天局也是利用一个巨大的水池进行太空行走训练。对于宇航员来说,水下训练是工程师用来模拟太空失重环境最贴切的方法。除此以外,宇航员还能从中获得和掌握在轨道空间站外面进行操作的必要技能。这个水池可容纳一个20公吨重的空间站模型,深度是12米,直径23米,容积是5000立方米。据悉,这个水下空间站从1980年就开始运行,最初设计目的是训练宇航员、测试空间站模型和进行微重力状态下的试验研究。到目前为止,偶尔会有游客会被允许进入上面的安全设备进行模拟任务。 在水池内,安有健康传感器,任何正在训练中的宇航员都必须满足俄罗斯联邦航天局的规定,例如体重、身高以及医学上的要求。希望飞往外太空的预备宇航员被选中后,将会穿上真正的太空服,在这个浮箱里模拟太空任务。此外,水下空间站的水箱还用来对太空服和一些外太空设备进行人机工程学检测。

「书评」未来500年:迈向太空的生命工程之旅

“重返月球计划”(以及新一版的“阿耳忒弥斯计划”)公布之后,美国宇航局(简称“NASA”)不仅仅重燃了登陆月球、且建立永久性月球基地的斗志,他们还要在2033年左右达成载人登陆火星的主要目标。NASA前宇航员汤姆.琼斯(Tom Jones)认为,美国可以在25年之内克服太空技术和医学障碍(包括致命的太空辐射、潜在的视力损失和骨骼萎缩等等)、于2033年至2040年之间实现载人登陆火星的壮举。美国宇航局局长吉姆.布里登斯廷(Jim Bridenstine)在接受媒体采访时也表示,美国宇航局会把月球基地作为一个试验场,研究和开发载人登陆火星的相关技术,这样的话,载人登陆火星的成功率就会大幅提升了。

火星与地球的平均轨道距离为2.25亿公里,基于当代的火箭技术,宇航员们需要9个月的漫长旅程才可以抵达火星,这意味着载人登陆火星所面临的科学难题比“阿波罗载人登月计划”多了一个数量级以上,比如长期失重的状态下,宇航员们会付出很大的 健康 代价,他们的视网膜血管出现不可逆的变化而导致视力下降、钙流失和骨质疏松等等。无处不在的宇宙射线更为危险,前往火星途中的宇航员们会受到非常强烈的宇宙射线伤害,其强度是地球上的人们受到宇宙射线影响的700倍以上。因此,科学家们尚未发明抵御宇宙射线的设备和材料之前,人类无法安全的抵达火星。

为了研究宇宙射线对人体的影响和损害、以及研发抵御宇宙射线的设备和材料,欧洲空间局(简称“ESA”)组建了一支跨学科的研究小组——这一研究小组包含了宇宙学家、物理学家、生物学家、医学家等等——研究小组的成员们依据“火星微量气体任务卫星”的数据,估计宇航员们在执行火星任务的过程中,他们受到的宇宙射线剂量是“安全剂量”极限的1.5倍以上。研究小组中的物理学家认为,宇航员们在太空中受到的一天辐射量,不亚于地球上的人们一年受到的辐射量,而执行火星任务的时间至少几个月,宇航员们无法承受这么大的辐射量。

地球上的人们受到大气层和磁场的保护,受到宇宙射线的影响并不大,执行火星任务、以及其他长期太空任务的宇航员们会一直受到宇宙射线的伤害,宇宙射线会升高宇航员们患上癌症的几率,它们对人脑和中枢神经系统的损伤也不容小觑,可能会导致宇航员们患上退行性疾病。更为严重的问题是,宇宙射线会损伤宇航员的DNA、扭曲DNA表达,这样的话,宇航员们的致病基因很可能遗传后代。

研究小组为了查明宇航员们在执行长期太空任务时,其皮肤和内脏受到的辐射量,他们将辐射探测器安装在一个名为“幻影”(phantom)的人体模型上,再把“幻影”安置于美国宇航局的猎户座飞船上,这样的话,猎户座飞船执行“阿耳忒弥斯计划”任务的过程中,辐射探测器就可以收集宇宙射线的相关数据。研究团队的专家们认为,世界各国的航天机构有必要携手与共,为执行长期太空任务的宇航员们建立一套“风险模型”,这一套风险模型和设备能够为宇航员们提供宇宙射线相关的风险信息,以免他们暴露在高强度的宇宙射线中。

小考题: 你认为美国能否在2040年之前实现载人登陆火星呢?欢迎你留言讨论。

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太空行走的作用

美国美国国家航空航天局(NASA)局长比尔·纳尔逊(Bill Nelson)当地时间28日表示,美国计划在2040年将人类送上火星。纳尔逊称,“我们的计划是在2040年,人类可以在火星上行走。”

此外,美国正在实施“阿尔忒弥斯”登月计划,其目标是在2025年重返月球。纳尔逊还称,美国总统拜登要求在2023年为NASA提供260亿美元的资金预算,其中最大的部分将用于“阿尔忒弥斯”计划。

我们可以发现,世界各国都在加紧“太空计划”,究其原因,是因为地球的衰亡似乎已经成了一个不争的事实。

近年来,人类遭受着越来越多自然灾害的侵袭,2019年持续数月的澳洲山火,2020年新冠病毒开始流行蔓延,2021年河南的特大暴雨洪涝灾害再到今年汤加火山的爆发。

地球似乎越来越难以承受这庞大的人类基数,全球各地地震、火山爆发等自然灾害频发,这一系列自然灾害的发生,都超出了人们的意料,我们也不得不思考如何在外太空寻找一个栖居之所。来源:https://488wan.com/bkjj/202412-27.html

人类如果不能离开地球成为多行星物种,我们的后代终究会面临末日来临的一天。

如果光速仍然是恒定且不可突破的,如果我们造不出1/10光速的飞船,那么,即使去距离地球最近的可能宜居的类地行星,我们也必然要考虑在太空中完成生命延续,以及在新行星上完成生态环境改造的问题。

同时,最大的障碍其实不在于宇宙航行和星际殖民的硬 科技 进展,而在于我们人类自身。人类是植根于地球40亿年进化 历史 ,并且与地球生态环境唇齿相依的这么一个物种。我们的遗传物质、身体结构、免疫机能、大脑智能,乃至饮食、繁衍和睡眠的习惯,都和太空的环境格格不入。

如果有一天人类真的能走向星辰大海,我们可能首先要对人类这个物种的生物学特征进行深度的改造,让人类真正变成一种能自由栖息于星际间的生命。

因此,上述的种种问题都启发我们思考,地球毁灭之后,我们该何去何从?

“流浪地球”不仅仅是存在于**里的场景,这也可能是我们人类命中的注定的太空之旅,因为地球的毁灭在不久之后终成事实。

克里斯托弗·梅森(Christopher E. Mason)是著名的遗传学家和生物信息学家,他担任过7个NASA任务的首席研究员,他在书中提到,大约10亿年后,地球表面会变得非常热,阳光也将发生巨大变化。由于核聚变反应中使用很多较重的原子,太阳的亮度将提升大约10%,这将进一步推动热量激增。

随着时间的推移,问题只会越来越严重。大约30亿年后,生命将很难在地球表面生存来源:https://488wan.com/cshi/202412-80.html。届时太阳的能量将使海洋沸腾,冰帽融化,中上层大气中的大量水蒸气会漂浮到太空。

这个阶段,尽管火星将突然变得温和,但生命将很难在地球表面生存。到了那时,保护地球的磁场很可能会消失,因为地球核心内的铁将不再移动。

我们自己的太阳将在大约50亿年后变成红巨星,那时,地球上的所有东西都将成为焦炭,大部分会被还原成原子。那时,地球的剩余大气层都将蒸发到太空中,变为熔岩球体,上面漂浮着密实的铁质“冰山”,它们会在2130 的熔岩中漂流。

地球被遗忘的一个意想不到的好处是,在太阳演变的后期,一个新的太阳系将会出现。

土卫六的寒冷气候将会突然变得温和,类似于21世纪的火星(大约-73 )。 这意味着,即使我们在50亿年后没有解决危机并逃离太阳系,我们可能还有几亿年甚至十亿年的时间去解决太阳系外围的问题。 但即使在外围,我们也不可能永远这样持续下去。

在大约70亿年后,火星和地球将被潮汐锁定,星球的一面将永远朝向太阳。但是,太阳将不断变大,从现在起约80亿年后将达到最大,必将吞噬内行星(水星、金星、地球,很可能还有火星)。

此后不久,太阳将会熄灭,成为一个白矮星,其质量约为目前的54%,而亮度则低得多。 这将是太阳的最后一次活跃迹象 ,如果人类那时还没有乘坐世代飞船离开太阳系,他们将不得不生活在外行星(土星和木星)及它们的卫星上,或者找到一种生活在白矮星中的方法。

所以,无论是由于突发的气候或地质灾难、战争、传染病,还是数十亿年的太阳灭亡,地球上的生命都会不可避免地走向终结。

为了避免灭绝,我们将不得不寻找一个新的居住星球,甚至可能是一个新的太阳系。梅森教授认为,这样做是我们的道义责任。为此,他提出了一项雄心勃勃的详细科学计划,即人类500年太空基因计划。

在这一人类500年太空基因计划中,到2040年,人类基因组将得到初步设计,任何细胞都将能够被用来改造成人体中的其他细胞(通过基因和表观遗传学的调整)。

对基因组编写(而不仅仅是编辑)而言,DNA的合成成本将大大降低,对于母亲和胎儿来说,人工子宫将比活体妊娠更加安全。这些技术和生物奇迹将把人类带入一个 健康 、安全和长寿的新时代。

如果找到了供人类和超物种独立生存的第二个星球,则我们存活的概率会大大提高。然而,这只会延长我们在这个太阳系中的生存时间。一旦超越太阳系,我们长期生存的机会将会增加。

我们即将面临全球性的风险,这种风险(如小行星)不仅威胁到人类,还威胁到地球上的所有生命。 我们必须在50亿年内离开这个太阳系,否则所有生命都将被太阳吞噬。

人类没有理由不去为于长期生存的事业献身。要想让这个太阳系中的全部生命存活下去, 所以到2100年,人类将必须致力于这项任务,完成对基因的确定、测试、整合、保护等研究。 但在那之前,我们必须找到能够保护宇航员并确保他们可以在新环境中生存下去的方法。

到2150年,我们将为太空设计人类,细胞和基因工程将变得非常普遍,基因设计项目有可能成为高中生的家庭作业,他们可以一边看着窗外天空中皎洁的月亮,一边遥望月球基地的城市灯光。

地球上的生命工程是广泛存在的,不仅存在于人类之中,还存在于其他动物之中。遗传工程使地球上的人能够以自己想要的方式生活。

到2200年,我们可以改善大脑本身。 例如,在跨系统发育中比较哺乳动物时,高等哺乳动物大脑皮层(控制基本运动)的感觉线路和运动线路差异明显,差异也出现在独特的皮质脊髓束中。

具体来说,延伸到脊髓运动神经元的皮质脊髓轴突末梢的数量不断增加,从原始猿到猿再到人类,甚至可能影响语言的发展方式与发展时间。因此,进一步增加这一数值可能有助于发展更精细的运动技能,从而提高在其他星球上的生存和适应能力。我们可以研究所能探测到的生命的极限,然后去突破生命本身的极限。

到2400年,我们将定居新地球,我们可以在新的星球加油、吃零食、伸展双腿,将出现几代人的定向演化历程,跨越人类、真菌、细菌和行星的适应性,跨越多个系统、轨道器和飞船。

那时的我们可以飞往更远的深空,跨越我们自己太阳系中的行星和卫星,去探访外面的更多恒星,甚至有一天,我们能够 探索 其他星系的奥妙。

我们可能设计出能够在太空中生存的生物体,不仅仅是能够持续生存,而是在太空中茁壮成长。 我们还可能设计出一些能够在行星之间迁移的生物体,其能像在地球的大气层中飞行一样容易。

甚至,还会出现迁徙物种,比如有太阳能翅膀的水熊,其像星际君主一样在新定居的星球之间移动。工程化的生命,仿佛穿梭于恒星之间的新诗篇。

如果“流浪地球”是人类命中注定的旅行,只有人类能够意识到即将到来的灭绝危机,人类将作为守护者,引导进化,为长期生存做好准备。

前文所述的所有经验教训,以及为人类带来聪明才智的遗传基质,共同为科学工程提供了一个日益丰富的肥沃土壤。只有人类拥有这种能力,只有人类才能认识到生命的脆弱性。

所以,我们应该履行最终的义务,并尽可能地延续生命——无论生命的类型、构成、母星、宇宙的年龄。

如果地球毁灭终成现实,我们又能为地球和人类做些什么?

上面所说的内容都在被誉为现实版《流浪地球》的《未来500年:迈向太空的生命工程之旅》这本书中得到展现。

这本书是NASA首席科学家梅森教授首次公开未来500年人类太空计划,是少有的将生命科学和航天 科技 相结合、基于NASA航天计划和人类基因工程、基因治疗技术结合的硬核 科技 著作。

这本书不仅讨论了人们已经掌握的、关于人体在太空航行时会产生的各种生物学反应和应对方案,也展望了未来更大尺度的太空旅行需要改造的人体特征,以及相应的需要掌握的生物学技术。

这些讨论当然无法面面俱到地概括未来太空人类的所有细节,但可以为这些向着星辰大海的征程,提供一个科学上坚实、想象力丰满的讨论基点。因此,这本书堪称最全太空计划+人类生存指南。

航天员进行太空行走不同历史时期其目的不一样的。当1965年3月苏联航天员阿里克谢·列昂诺夫第一次由“上升”2号飞船飞出舱外时,其目的有两个:一是在载人航天活动中进行一次技术性的突破,二是使苏联在航天技术方面走到了美国前边,在全世界产生重大影响。美国也不甘示弱,同年6月,美国人怀特在乘双子星座4号飞船飞行时也飞出舱外。从此,出舱活动的技术就为两家所共有,在这时人们才谈到太空行走的实用意义。

从多次出舱和登月过程中的月面活动看来,太空行走的作用和意义是巨大的。其意义与作用是完成太空作业。例如,修复载人航天器或其它航天器上的受损部件。美国人曾通过太空行走修复了天空实验室、太阳峰年卫星和哈勃空间望远镜。组建空间站。苏联航天员则通过太空行走修复过礼炮号空间站和组装、维修和平号空间站。当前正在建造的国际空间站,更是需要航天员进行多次出舱活动,才能在轨组装建成。登月活动更是体现了航天员在太空行走和太空作业的巨大作用,为人类进入外层空间和其它星球打下了良好的基础。来源:https://488wan.com/zhishi/202412-81.html

历史上第一次

1965年3月18日,苏联发射载有别列亚耶夫、阿里克谢·列昂诺夫的“上升”2号飞船。飞行中,阿里克谢·列昂诺夫进行了世界航天史上第一次太空行走,他在离飞船5米处活动了12分钟, 他离开“上升”2号飞船密封舱,系着安全带实现了到茫茫太空中行走。后来由于空间活动的需要,阿里克谢·列昂诺夫穿着一种新型宇宙服,内衣是由通心粉状的管子盘成的,管子总长100米。管内流过的冷水能吸去航天员身上散发的热量,并排放到宇宙空间去。在这种内衣外再罩上一层一层外套,套上同样多层的手套,穿上金属网眼靴子,戴上增强树脂盔帽,就能保证到密封舱外安全活动了。1965年,苏联航天员阿里克谢·列昂诺夫走出了“上升”2号飞船,从而成功实现了人类第一次在太空的出舱活动。这次太空出舱活动使理论付诸实践,从此真正打开了太空的大门。

这是一次非同寻常的航行。虽说飞船从升空到返回地面不过26小时,阿里克谢·列昂诺夫和他的指挥长别利亚耶夫却多次在生与死的边缘徘徊。万无一失向来是人类探索太空时的基本准则,而此次航行遇到的意外之多足以载入吉尼斯世界纪录。

苏联太空行走的计划实施得确实匆忙,因为美国同时也在进行这方面的研究。出于安全考虑,苏联率先向轨道上发射了一艘不载人的侦察飞船,以收集太阳辐射、高能量粒子流等各种因素将对航天员身体造成的影响的数据。然而飞船在返回地面过程中却意想不到地启动了自爆程序,关乎航天员生命的珍贵数据就这样消逝得无影无踪。

两位航天员很清楚期待他们做出怎样的选择:美国几乎已经准备就绪,虽说他们的航天员只是准备把手伸到飞船外面,但这也将被宣传为人类首次进入太空。

飞船刚一起飞就遇到了麻烦,本来预定进入距地球30万米的轨道,实际高度却达到了50万米。不过,真正的险情还在后面。列昂诺夫穿的是一套多层特制宇航服,它不仅能保持恒温,还有可以支持航天员在太空工作一个小时的生命保障系统。地面气压训练室只能模拟相当于距地球9万米高空的气压,而航天员走出飞船时周围则是真空状态。

为了防止宇航服膨胀变形,阿里克谢·列昂诺夫特地在上面系上了许多条带子。完成太空行走后,他突然发现因为宇航服发生膨胀自己已经无法返回飞船了。列昂诺夫果断地调低了生命保障系统的气压。

阿里克谢·列昂诺夫是头朝前进入飞船的,他这样做是为确保手中的摄像机万无一失,可是关闭舱门却成了一件难事来源:https://dbssx.com/cshi/202412-84.html。该舱断面直径只有120厘米,而宇航服的高度是190厘米。阿里克谢·列昂诺夫拼命旋转着身体。虽说从发现宇航服膨胀到关闭飞船舱门前后不过210秒钟,阿里克谢·列昂诺夫所承受的心理和生理压力却是难以想象的:他的体重减少了数公斤,每只靴子里积聚了3升汗水。

1965年6月5日,美国宇航员怀特也走出双子星座4号飞船的密封舱,在太空行走了20分钟。 完成了目视观测、拆卸工作及其他实验。该飞船上装有气闸舱,因此列昂诺夫还是从气闸舱进行出舱活动的第一人。

自从载人航天以来,宇航员已实现了近百次太空行走。但在1984年以前的60多次太空行走中,宇航员不仅必须穿上特制的宇宙服,而且还要使用安全带和供给氧、电的“脐带”与航天器连接在一起,以防在太空中飘走。

1965年6月3日,美国发射载有航天员麦克迪维特上尉和怀特上尉的“双子星座”4号飞船,绕地球飞行62圈。怀特到舱外行走21分钟,用喷气装置使自己在太空中机动飞行。这是美国第一次太空行走。怀特乘坐的是双子星座4号飞船,该飞船上没有安装气闸舱,因此是直接打开舱门出舱的。由于双子星座飞船是乘载两名航天员,两名航天员同在一个座舱内,因此当怀特打开舱门后,坐在舱内的另一名航天员麦克迪维也暴露在宇宙真空环境中。如果按照苏联的定义,只要航天员暴露在宇宙真空环境中就算进行了太空行走,因此麦克迪维就是“没有出舱坐在座椅上进行的太空行走”。可惜美国不承认这种定义,因此麦克迪维仍然不能排列在太空行走的航天员名单之内。

1984年7月17日,苏联发射“联盟”T12号飞船升空。船上载有扎尼拜科夫、沃尔克和女航天员萨维茨卡娅,与“礼炮”7号空间站-“联盟”T10号飞船联合体对接。她于1984年7月25日从礼炮7号空间站上进行了太空行走,她与另一名男航天员一起出舱,25日,萨维茨卡娅和扎尼拜科夫一起进行了3小时35分钟的舱外活动。萨维茨卡娅成为世界上第一位在太空行走的女性。

月面行走的第一人

美国的阿波罗航天员阿姆斯特朗,他于1969年7月20日乘坐阿波罗11号飞船在月面上着陆,第一个走出登月舱登上月球。他在月面上停留了2小时31分钟,与阿姆斯特朗一起的另一名航天员奥尔德林也跟随其后登上月球,在月球上也待了2小时31分钟。

2007年11月3日,美国航天员帕拉金斯基完成历时7个多小时的太空行走,成功修补了一块太阳能电池板。由于电池板依然带电,而且破损点距离工作舱足有半个足球场远,帕拉金斯基要“走”上近一个小时,英国《泰晤士报》曾评论说这次任务是美国航天史上最危险的太空行走。

训练

航天员进行太空行走训练(失重训练)主要有两种方式,一是利用失重水槽,二是利用失重飞机。

利用失重水槽:

在地面可以用中性浮力水槽产生的漂浮感觉,模拟训练航天员在失重时进行工作和维修。

利用失重飞机:

它可以完成抛物线飞行,形成15-40秒的微重力时间。使航天员感受、体验和熟悉失重环境,在失重的时间里可以做各种试验,如吃东西、喝水、穿脱衣服、闭眼与睁眼的定向运动,甚至可把一个舱体搬进机舱中,还可以进行人在失重的时间里从舱体爬出来的试验,训练太空的出舱活动。

影响因素

太空行走比较危险,有5个因素,一个是太空的环境因素,第二个是气闸舱的因素,第三个舱外航天服因素,第四个机动装置的因素,第五个人为的因素。

太空处于真空状态,没有大气层的保护,温度变化很大,太阳照射时温度可高于100℃,无阳光时温度可低于-200℃,同时存在各种能伤害人体的辐射。为保障航天员在出舱活动中能安全、健康和有效地完成任务,需要有出舱航天服、航天员在舱外乘坐的机动装置、完成任务所需的工具、固定航天员身体的设备及安全带等装备。舱外航天服是出舱活动中最重要的装备,相当于一个微型航天器。它将航天员的身体与太空的恶劣环境隔开,并向航天员提供大气压力和氧气等维持生命所需的各种条件。由于宇宙飞船、空间站、航天飞机这些载人航天器密闭舱内的人造气压、空气组成基本与地面相同,因此人体内吸有一定量的氮气,而航天服内的气压较低,仅为大气压的27.5%,航天员如果猛然出舱,遇到低气压后血液供应不上,溶解在脂肪组织中的氮气游离出来却不能通过血液带到肺部排出而形成气泡,可能造成气栓堵塞血管,引发严重疾病。所以航天员出舱前需要吸取纯氧将体内氮气排出,以排除隐患。

在太空行走的航天员由于没有参照物,无法分清物体的远近大小,并判断其速度快慢,如无保险措施,很容易丢失在茫茫太空中而成为人体卫星。所以太空行走需要采取保险措施——用安全带将航天员与航天器连接起来,防止航天员在太空中走失。

为了防止减压病,航天员在出舱活动之前还要进行吸氧排氮。生活在地球表面时,人体受到大气层的压力为一个大气压,人体在这样的压力下不仅生活正常,与外界气体交换也正常。但是,如果外界气压下降过大,人体组织内的气体因外界压力低往外逸出。氧气是人体需要的,逸到哪里都可以。但氮气往人体组织外逸出就会使人体产生皮肤发痒、关节与肌肉疼痛、咳嗽和胸闷等症状。这种从高压变成的低压所引发的病就是减压病。如果所设计的载人航天器乘员舱采用的是接近地面大气的压力制度,航天员进入航天器内时就不必进行吸氧排氮。如果所采用的是半个大气的压力制度(60%氮,40%氧)时,航天员在进入载人航天器之前,就得把体内多余的氮气排出,用氧气代替它。这是因为在一个大气压的普通空气中生活时,人体中氧气只占21%左右,而氮气约占79%。

航天员到舱外活动时,他身穿的航天服系统中的压力比舱内的压力要低,载人航天中使用的航天服只有低压航天服,还没有研制出实用的高压服装(航天服中的压力太高,不仅在工程实现上难度很大,还会使航天员的运动和工作操作发生困难)。所以航天员在出舱(舱内采用一个大气压的压力制度)准备,穿低压航天服之前必须把体内多余的氮气排出,用氧气来代替它,其方法就是吸入纯氧。这一过程则简称为吸氧排氮。吸氧排氮还涉及到时间问题,如果航天服内的压力相对较大,或者说它与舱内压力水平接近,而且舱内的含氧量大,则吸氧排氮的时间就短,反之则长。

装备气闸舱

航天员在气闸舱内主要是穿舱外航天服和吸氧排氮,气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置,是航天员出舱进入太空不可缺少的缓冲区。

作用

·航天员进入真空之前,气闸舱起到适应作用

·保证飞船的气体在舱门打开时不能全跑掉

结构

·气闸舱一般有2个闸门,一个与座舱连接叫内闸门,另一个是可通向太空的外闸门。

步骤

1·首先将穿好航天服,同时充分吸氧,一位协助工作的航天员回到轨道舱并关闭舱门。

2·航天员出舱时先走出内闸门,然后关闭内闸门,把气闸舱内的空气抽入座舱内。3.当气闸舱内和外太空压力相等时就可打开外闸门进入太空了。航天员返回气闸舱时按相反的顺序操作,这颇像船过水闸。

航天服

舱外航天服实际上是最小的载人航天器,是航天员走出航天器到舱外作业时必须穿戴的防护装备。

功能

·具有舱内航天服所有的功能

·增加了防辐射、隔热、防微陨石、防紫外线等功能,在服装内增加了液冷系统(液冷服)

·配有背包式生命保障系统。

结构

主要由外套、气密限制层、液冷通风服、头盔、手套、靴子和背包装置等组成。

结构特点是:采用硬质的上躯干,上面装有双臂和生命保障系统组件,头盔与上躯干为一整体,不能跟随航天员头部运动,通过气密轴承和一个自由度的关节连接来保证四肢各关节的活动性能。有硬结构,也有软结构部分,是混合式结构,软的部分采用气囊和约束结构。外套是由多层防护材料组成的真空隔热屏蔽层,具有防辐射、隔热、防火、防微陨石的功能。气密限制层是舱外航天服最重要的部分,通常选用无毒性、重量轻、抗压强度高、伸长率小的织物和像胶材料制成,它的作用是保持服装气密,限制服装膨胀,使各大关节具有一定的活动度。液冷通风服穿在气密限制层内,在服装的躯干和四肢部位有网状分布的塑料细管,液体流过时可将热量带走。此外还装有通风管。头盔有两种,均通过颈圈与服装连接,一种是面窗可随意启闭,在应急减压时可自动或手动关闭并自锁;另一种是由聚碳酸酯模压成头形壳体,平时不戴,必要时戴上。头盔外还有防护罩和护目遮阳装置。手套、靴子与服装通过断接器连接,袜子和气密限制层连成一体,通常有3种型号供选用。

背包装置,又被称为便携式生命保障系统,主要由氧源(气瓶)和供气调压组件、水升华器和水冷却循环装置、空气净化组件、通风组件、通信设备、应急供氧分系统、控制组件和电源、报警分系统、遥测分系统等组成。它能够为航天员提供呼吸用氧,并控制服装内的压力和温度,清除航天服内二氧化碳、臭味、湿气和微量污染。当航天员出舱活动时,将背包装置与舱外航天服配套使用,可以保证航天员在舱外活动长 达8-9小时之久。

机械臂

由于太空作业环境条件的十分苛刻,而作业的精确要求又极高,因此,在国际空间站的建设过程中,需要使用机械臂来帮助或代替宇航员,完成一些微小设备的运输和安装任务。

主要案例国外

著名成功事例

太空行走“世界冠军”是俄罗斯的索洛维约夫。他总共进行过16次太空行走,在太空停留时间总共为77小时41分钟。

在一次太空行走中在太空停留时间最长的是两名航天员赫尔姆斯和沃斯,他们于2001年3月11日从国际空间站出舱,在太空停留8小时56分钟,将近9个小时。而美国航宇局的要求是6小时,一般航天员在太空停留的时间是7小时左右,因此在太空停留8小时56分已到了太空行走时间的极限。

著名失败事例

气闸舱因素

1993年12月,航天飞机STS-61上的舱门出现关闭障碍,影响航天员的太空行走。

1996年11月,航天飞机STS-80上气闸舱的舱门也出现问题,由于舱门闩启动器被一颗松动的螺钉卡住,气闸舱门不能打开,航天员出不了舱。

舱外航天服因素

1982年11月,在航天飞机STS-5飞行中,一名航天员由于出舱航天服故障,太空行走被取消。

1984年4月,航天飞机STS-41C上的航天员遇到“尿污染问题”。这次太空行走的主要任务是维修卫星,但由于载人机动装置停靠位置不当,未能固定住需要维修的卫星,维修任务失败。

机动装置因素来源:https://488wan.com/zhishi/202412-137.html

国际空间站的第53次太空行走由于出现设备问题提前结束。此次出舱活动是国际空间站第九长期考察团的第一次出舱,开始时间是格林尼治时间2004年6月24日21:56(北京时间6月25日凌晨5:56),结束时间是22:10(北京时间6月25日凌晨6:10),整个出舱过程仅耗时14分钟22秒。故障原因是航天员麦克·芬克的主氧气瓶泄压速度过快。这是时间最短的国际空间站太空行走。

人为因素

1985年4月,航天飞机STS-51D上的一名航天员,在太空行走中出现人为失误,他不小心走过航天飞机的机翼,差一点儿不能返回座舱。

2007 年 8 月 15 日,由于发现宇航服手套出现一个小漏洞(如右图),“奋进”号航天飞机一名机组成员当天被迫提前结束太空行走。

中国

中国载人航天工程办公室新闻发言人2008年9月12日宣布,神舟七号飞船任务实施期间 ,飞行乘组中1名航天员将出舱进行太空行走,并完成有关空间科学实验操作。

发射时间:2008年9月25日晚上9:07-10:27来源:https://488wan.com/xwzx/202412-13.html

运载火箭:长征二号F运载火箭

关注点:中国航天员首次太空行走。航天员出舱时间在神舟七号发射后的第二天下午4:30进行,航天员出舱选择在神七在太空飞行的第29圈出舱。

航天员:将搭载3名,2人进入轨道舱,其中1名将太空行走。航天员已确定为翟志刚、刘伯明、景海鹏。没有女航天员。

太空行走步骤

进入轨道舱(即气闸舱):

第27圈,两名航天员进入轨道舱,关闭返回舱舱门。

穿舱外航天服:来源:https://488wan.com/xwzx/202412-41.html

第28圈,两名航天员互相协助穿好航天服后吸氧排氮。

泄压开门:

先将轨道舱泄压,与飞船外真空状态一致,航天员合作打开舱门。

太空行走:

一名航天员穿国产舱外航天服出舱,另一名协助。

舱外活动:

航天员借舱外扶手等沿轨道舱外壁移动,到达后返回。

科学实验:

航天员放飞一颗小卫星,用立体相机近距离为神七拍照。还设备安装等操作。

返舱:

航天员回到轨道舱后,关闭舱门。

复压:

航天员进行舱外航天服漏检,检漏合格后,轨道舱开始复压。

脱舱外航天服:

大约第30圈,航天员脱掉舱外航天服。

神舟七号航天服全面解析

航天员所穿的航天服按照功能可分为舱内用航天服和舱外用航天服。舱内航天服也称应急航天服,当载人航天器座舱发生泄漏,压力突然降低时,航天员及时穿上它,接通舱内与之配套的供氧、供气系统,服装内就会立即充压供气,并能提供一定的温度保障和通信功能。航天员一般在航天器上升、变轨、降落等易发生事故的阶段穿上舱内航天服,而在正常飞行中则不需要穿着。

杨利伟、费俊龙和聂海胜所穿的就是舱内用航天服。而由于神舟七号要实现太空行走,执行舱外任务的航天员所穿的舱内用航天服将接受更大的考验,所以在研制上需要实现更多的技术突破。

舱外航天服是保证航天员安全、有效完成出舱活动的重要手段。其基本功能是保护航天员不受宇宙空间恶劣环境的影响,并为航天员个体提供赖以生存的微环境。随着载人航天科学技术的发展,航天员出舱活动越来越频繁,出舱活动的时间也越来越长,对舱外航天服的设计提出了更高的要求。

舱外宇航服外层防护材料是其成型的关键所在,它应具备舱内服所不具备的防辐射、防紫外线、抗骤冷、骤热等功能。因为出舱的航天员可能会遇到向着太阳的一面是200多摄氏度高温、背着太阳的一面是零下摄氏度的低温。这种骤冷、骤热的变化必须要使用特殊的材料及防护层。

我国自主设计的舱外航天服能使宇航员免受太空微流星体撞伤,并能过滤一定程度的辐射。

隔热功能好散热能力强

为了应付极端变化的温度,大多数航天服都会用许多层纤维去隔热,并再用能够反射光的布料覆盖着最外层。在呼吸作用中,每个人都会产生热,因此每当宇航员在进行工作时都会产生大量的热。如果这些热不除去,皮肤便会产生大量汗水并覆盖着头盔,宇航员会因此严重地脱水。

航天服里有风扇或水冷式的布料去除过量的热。还有一件由一系列的尼龙及弹性人造纤维并由胶管交织成的“长内衣”。由航天服背部或经由管道从太空穿梭机中送出的冷水会流过这些胶管除去宇航员制造的过量的热。

功能全面的通讯传递系统来源:https://488wan.com/cshi/202501-187.html

航天服上有个纤维罩,包含了免提装置的通讯用的麦克风及喇叭,配合宇航服中的传输器及接收器,可以使宇航员与地面控制中心及其他的宇航员通话。来源:https://488wan.com/zhishi/202412-47.html

自主动力系统

它还能产生助力,使宇航员在太空穿梭机外能自由行走。在这一方面,美国的宇航服做的最好。他们的舱外宇航服有以气体推动的操纵杆装置,每当宇航员要向某方向移动时,相应位置便会喷出气体,使宇航员移动。这装置提供的最高速度为每秒三米。

输送养料排泄废物

每次太空漫步都会维持很长时间,而身体会不断制造尿液,如果走进太空穿梭机中的洗手间,会把太多时间浪费在平衡太空穿梭机与航天服的压力程序中。因此航天员都会穿上一块吸收尿液及排泄物的布。当工作完成后,这块布便会被弃掉。来源:https://aiyou168.com/bkjj/202412-92.html

航天员需要的食水被放在一个胶袋中。胶袋可容纳1.9公升的食水,由航天员嘴边的一条小管及饮管连接。胶袋有一个可放置壳类食物棒的长孔供正在进行太空漫步的宇航员进食。

每个人都会呼出二氧化碳,航天员也不例外。在航天服这个密封的空间中,如不除去二氧化碳,那它的浓度会上升至危险程度,令宇航员死亡。空气首先会进入一个装有木炭的盒子除去臭气,接着便会进入过滤二氧化碳的部分,随后,经过一个风扇,在纯化器被除去水蒸气后再回到水冷系统。空气的气温维持在12.8摄氏度,航天服上的转换装置可提供长达7小时的氧气供应及二氧化碳的去除。

经典行走

前苏联宇航员列昂诺夫进行首次太空行走

首次太空行走:前苏联宇航员阿列克谢-列昂诺夫。1965年3月18日,英雄的列昂诺夫通过一个膨胀的气密舱完成了这一历史性的太空行走。人类进入太空飞行后,开始只在宇宙飞船、空间站或航天飞机的密封舱里生活。后来由地空间活动的需要,宇航员穿着宇宙服试验到舱外活动。列昂诺夫开创了地球人类太空行走的先例。列昂诺夫穿着一种新型宇宙服,就能保证到密封舱外安全活动了在首次太空行走的最后阶段,列昂诺夫费在返回太空船时遇到了小小的麻烦。最后他不得不放出航天服中的气体才得以费力地进入太空船。此后,列昂诺夫又担任了“阿波罗-联盟”任务苏联方面的指令长。

人类历史上最著名的五次太空行走:

美国宇航员布鲁斯首次无安全索太空行走:

1984年2月7日,美国“挑战者”号航天飞机宇航员麦坎德列斯和斯图尔特不系安全索离开航天飞机实现在太空行走,成为人类探索太空奥秘的第一批“人体地球卫星”。美国宇航局测试 “载人机动装置”(Manned Maneuvering Uni)。通过载人机动装置,宇航员得以在空中自由地飞翔。虽然这种装置仅仅在三个太空飞船上使用过,但这一标志性照片是最著名的太空行走照片之一。

美国首位太空行走的宇航员--怀特:

苏联人列昂诺夫完成历史性的太空行走三个月后,即1965年6月3日,美国宇航员爱德华-怀特也实现了太空行走这一壮举。在怀特的太空行走任务中,他还带有一个特别的太空手套。该手套漂浮于太空舱外,用于搜捞某些有趣的太空碎片。怀特认为他一生中最悲哀的时刻就是被命令返回太空舱的那一刻。怀特1930年11月14日生于美国德克萨斯州,1962年被选拔为美国宇航局第二批宇航员。1965年他参加了双子星座4号的飞行,完成了美国首次太空行走。此后,他被选为双子星座7号的替补指令长,但没有参加飞行。1967年,他被指定了阿波罗飞船首次飞行的宇航员。但在1967年1月27日的一次地面飞船封闭训练时,阿罗波飞船内部起火,怀特不幸牺牲,年仅36岁。

美国首位太空行走的女宇航员莎丽文

首位太空行走的美国女性:女性宇航员凯瑟琳-莎丽文。1984年10月,凯瑟琳-莎丽文将音乐磁带和随身听带入了太空。当被起在太空飞行时听何音乐时,莎丽文回答:“经典音乐和打击乐。当你在太空舱中漂浮状态下准备入睡时,不要指望任何抒情歌曲能够有效果。”莎丽文还认为,太空**《IMAX蓝色星球》中的音乐最能让她找回太空行走的感觉。

太空行走维修“哈勃”望远镜

“哈勃”维修任务中的太空行走:美国宇航员斯托里-马斯格雷夫。也许,在所有太空行走的宇航员中,斯托里-马斯格雷夫是最具个性的一位。为了能够圆满完成太空任务,他愿意头下脚上地像蝙蝠一样倒挂睡觉。他兴趣广泛,拥有六个学位,如医学、数学以及文学等。作为历史上最优秀的宇航员之一,马斯格雷夫于1993年完成了首次“哈勃”首次维修任务五次太空行走中的三次。他将这种太空行走形象地比喻为“太空芭蕾”来源:https://488wan.com/cshi/202501-213.html。实际上,“哈勃”维修任务中的太空行走最能体现太空动作的奇妙之处。300多种不同的维修工具和巨型器械,虽然都处于一种无重力状态,但仍然还有一些惯性。在最后一次飞行中,马斯格雷夫一直呆在飞行甲板上,竟然还站立起来并面朝前窗而不系任何安全带。在执行了6次太空飞行任务后,马斯格雷夫最终离开了美国宇航局。

第六次太空行走

经历三年多的准备工作,肩负中国航天员首次出舱活动任务的神舟七号(神七)飞船,25日晚9点10分由长征二号F遥七运载火箭点火发射,在酒泉卫星发射中心成功升空;27日下午4点40分,航天员翟志刚出舱漫游;晚上7点24分装置在神七飞船的伴飞卫星成功释放;28日傍晚5点37分,神七安全返回地面。

同名游戏

类型:体育

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标签:超难

简介

想象自己在神秘的太空世界行走,把宇宙中的星星全都摘下来,你身轻如燕,健步如飞!还可依靠快速行走的惯性,跳跃到其他星体上,这是很美妙的一次旅行哦!

操作指南

方向键移动来源:https://www.aiyou168.com/cshi/202412-131.html

关于“普通人在太空旅行之前应该接受哪些培训?”这个话题的介绍,今天小编就给大家分享完了,如果对你有所帮助请保持对本站的关注!