宇航员在太空中怎样生活

你好！ 由于人在太空的生活环境与地球表面的生活环境迥然不同，因此，在太空中的衣食住行与地面不同，会带来许多惊险和奇趣。但太空生活不仅仅是个供人谈论的奇趣问题，而是一个最基本的实践问题。
住--密封座舱
密封座舱是载人航天器上最基本的也是最根本的生命设施。太空中的强辐射，就像原子弹爆炸时的辐射一样，破坏人体细胞组织；高速飞行的微流星体撞击，能致人于死地；人体暴露在高度真空中，不仅仅是缺氧窒息的问题，而且可能体液沸腾、气化而迅速死亡。密封座舱的舱壁，可以防止辐射和微流星体对人的伤害，座舱中的空气可以使人不受真空的伤害。
密封座舱是人在太空的生活空间。为了使人舒适，能把温度调节在18℃～25℃之间，湿度控制在30％～70％之间，空气成分和压力一般与地面差不多。座舱中虽然可以用纯氧（美国早期的载人密封舱中为纯氧），但容易引起火灾（美国"阿波罗4A"上的三名航天员，就是因纯氧座舱起火，在地面上演练时被烧死的）。还有补充氧和空气的设备，控制二氧化碳和其他有害气体的设备，空气流动设备，垃圾处理设备，以及吃、喝、拉、撒、睡需要的各种设备，当然还有食物和饮水供应，对长期载人飞行的密封座舱，还有水循环使用设备，文娱和体育锻炼设备。
衣--舱外活动航天服
人进入太空，免不了要走出密封座舱，这时的生命保障设施就是舱外活动航天服。不言而喻，舱外活动航天服应具备密封座舱的全部功能，而且还要增加太空行走和通信设备，那就是服装背部的喷气背包和通信背包。喷气背包可以向上下左右前后六个方向喷气，航天员靠喷气的反作用力移动位置。在太空真空中，没有空气传播声音，近在咫尺也要靠通讯背包通信。"主要生命维持系统"背在背上，包括空气系统的重要部件，它循环流通宇航员的呼出物，排出二氧化碳，补充所需的氧气。太空服内的标准环境处于纯氧的0．29个大气压中；这种降低了的气压有两个目的：首先，它要考虑在几乎真空的空间宇航员应有充分的活动自由。第二，它减少了施加到服装上的压力。然而，由于气压降低了，宇航员穿上这身衣服时必须"预呼吸"纯氧。通过预呼吸减少溶解在他们身体组织中的氮的含量，而且当他们从穿梭机到置身于这套服装的低压环境中时，能够避免弯曲现象。
吃--太空食品
在航天器的密封舱中进食，既有情趣，又有危险。如果工作离不开，可把食物和饮料悬在空中，用嘴一口一口咬或吸食，而双手仍然可以做事情。但食物碎渣会到处飘飞，迷眼钻鼻，还会损坏仪器设备。因此，在早期的航天活动中，将航天食品做成糊状，装在软管中，食用时，像挤牙膏一样往嘴里挤。这种进食方法，由于见不到食物的色和形，也闻不到食物的香气，引不起航天员的食欲。现在的航天食物和进食方法，已与地面上差不多了。食物稍带黏性，可以粘在盘子中不飞走，而盘子可以固定在餐桌上。将来在火星上如何进食？恐怕另有情趣，也是需要研究的问题。
睡
在航天器的密封座舱中睡眠，特别方便，不管什么姿势，不管什么地方，都可以睡。但是，为了安全，应该钻进睡袋中，并将睡袋固定住，不然，到处飘飞，最后每个人都会挤在通风口，而当航天器加速或减速时，可能会被舱壁和仪器设备碰伤。还要带上眼罩和耳罩，以免快速交替的日夜节奏和仪器设备发出的声音影响睡眠。手臂要放进睡袋中，以免被卷进机器或碰着仪器设备的开关，同时是为了不给自己造成虚惊，因为在失重环境中，头和四肢有与躯体分离的感觉。曾有航天员在梦中把自己放在睡袋外边的手臂，当成向自己飘来的怪物，吓出一身冷汗。
将来在月球上长期生活，如何睡眠？在那里睡眠能不能达到休息的目的？睡多长时间才能达到休息的目的，还是个需要研究的问题。
卫生
在航天器上的个人卫生是件十分麻烦的事。如早晚刷牙，牙刷一动，泡沫就会飞溅起来。所以目前航天员用洁齿药清洁牙齿。必须用能吸收须渣的剃须刀剃须，以免须渣乱飞。为了不使洗脸水飘飞，一般只用湿毛巾擦脸。
在失重环境中洗澡更困难，为了不使水飘飞，要在一个封闭容器中进行，用压力将水从上方压出来，但水在出了喷管后，就会在空中乱飘，碰到人体就会附着在人体上，为了防止附着在口鼻上的水呛人和溺人，必须带防水和供氧罩。脏水要用水泵从下边抽出去，但附着在器壁上的水珠，需要用吸尘器才能收拾干净。因此，15分钟淋浴，需要两三小时的准备和收拾的时间。加上太空水比金子还贵，一般半个月以下的短期航天飞行，只能用湿毛巾擦身。将来在月球和火星基地上长期居住，如果水仍像太空那样珍贵，如何洗澡，则是需要解决的关键生活问题。
行
在航天器的密封座舱中行走，非常省力和方便，只要用身体的任何部位碰一下任何物体，反作用力也可把人推到任何位置上。用四肢划动空气，反作用力也会使人前进。
但在密封座舱外的宇宙空间行走，却是十分困难和惊险的事。首先，必须穿舱外活动航天服。其次，由于舱外活动航天服内的压力比密封座舱低，为了从舱内的高压到航天服的低压环境不致产生减压病，出舱前必须吸纯氧排氮。因为航天器密封座舱中使用与地面上同样的大气成分，除氧以外，主要是氮，被吸入人体的氮，不会被人体吸收，而是溶解在血液等体液中，当外界压力降低时，就会游离出来，形成气栓，堵塞血管，轻者使人头昏、胸闷、呕吐，重者使人丧生。因此，出舱活动前，必须吸纯氧，把氮气排出来。第三，走出座舱后，在空旷的太空中，没有任何东西作参照物，会分不清速度的快慢，物体的远近和大小，因而也就分不清方向。近在咫尺的小纸片，被当作远在天边的庞然大物。1984年2月，美国航天员麦坎德利斯和斯图尔特走出航天飞机座舱，进行太空行走，地面指挥人员要斯图尔特向航天飞机靠近，但他执行指令时，却是远离航天飞机而去。第四，太空行走是很累人的。法国航天员让·克雷蒂安1988年12月21日，在"和平"号舱外工作6小时后，累得筋疲力尽，在别人帮助下才进入座舱。最后，太空行走也难免发生意外。1965年3月18日，苏联航天员进行了世界上第一次太空行走后，返回"上升2"号座舱时，想把照相机先放进去，可是几次放进去，都被舱内的微弱气流推了出来，他只好用脚踩住照相机的背带，才没有再逃出。但他自己在进舱时，却被鼓鼓的舱外活动航天服卡在舱外，进不去。他冒险降低航天服的压力。第一次不成，再降低，还是不成，最后降到危险的极限0．25个大气压，才挤进过渡舱。
由于月球的重力比地球小，人在月球上双脚迈步行走，身体会被弹得老高，所以登月航天员的经验是，双脚并拢，像袋鼠一样地蹦跳更舒适。如果将来能到木星上去，习惯于地球重力的人类，那里的巨大重力恐怕会使人抬不起腿来的，那将怎样行走？
安全应急措施
运载火箭要求绝对可靠，但实际上不可避免地会有事故发生。因此，发射载人宇宙飞船的运载火箭，备有应急逃逸救生系统。航天飞机也有许多应付发射故障的安全救生措施。
如果飞船在运行轨道上密封座舱发生故障，而又不能排除时，舱外活动航天服可作为临时救生设备使用。还有一种救生球，可在一定时间内维持一名航天员的生命，在发生紧急情况时，航天员进入球中，等待救援。
载人飞船返回时发生意外，弹射座椅可把航天员弹出飞船，然后用降落伞减速着陆。着陆后用无线电信号机、烟雾剂、海水染色剂等发生信号，指示着陆地点，以便地面人员前去救援。

吃——最容易的事变得复杂奇妙

吃饭、喝水对于生活在地球上的人来说，是一件再平常不过的事了，但在失重环境下的太空生活，宇航员的饮食就变得十分复杂而且特别奇妙。可以说，宇航员的营养需求、食品制备、供给和他们的进食方式等都有一定的特殊性，与他们在地面生活的饮食有着很大的不同。

航天食品从本质上讲与地面普通食品是一样的，都是为人体提供能量和营养。但为了节省飞船的空间和发射时的有效载荷，宇航员携带的航天食品应尽可能重量轻、体积小。如营养好的干化饼干和干化香肠，吃时用水泡一下，即可恢复到与新鲜食品相近的味道。航天食品除了要能经受住航天特殊环境因素的影响，如冲击、振动、加速度等的考验而不失效外，还必须针对宇航员在失重条件下生理改变的指数对膳食的营养素作适当调整，如肌肉萎缩就要求食品必须提供充足的优质蛋白质；骨质丢失则要求食品提供充足的钙以及适宜的钙磷比例和维生素等。

宇航员在航天飞行活动中如何进食，对他们来说是一个不小的考验。在失重条件下，一杯盛满水的杯子朝下朝上放都一样，杯子里的水不会自动飘浮或洒落出来，如果放在桌子上，杯子会连同水一起飞起来。所以说，宇航员在地面上原有的吃饭、喝水习惯到了太空就完全不能适用了。一般来讲，各种食物、零件、用具等都是固定好了的。宇航员从食品柜里拿出食品后，要把装食品的复合塑料膜袋剪开一个小口，把叉子和筷子伸进口袋里叉着往嘴里送。为了防止食品碎屑到处飘飞，影响宇航员或设备的正常工作，这种食品往往都用小包装，制成与口大小相近的方块、长方块或小球状的“一口吃”食品，吃时不必再切开。如果宇航员要喝水，吃汤、羹、汁、果酱时，直接从塑料口袋或牙膏状的软铝管里，一点一点往嘴里挤就可以了。

随着火箭技术的发展，宇航员从地面带去的食品可以丰富些了。如湿食品或半湿食品的带汁火鸡、牛肉等，它们的水分含量和地面吃的正常食品相同。现在，宇航员们在太空舱里已经可以使用微波加热器来烘烤食物了。这种微波加热器与地面上使用的加热器有所不同。它上面有一些特制的凹进去的小格。为了防止加热时食物飘浮起来，需要加热的食物都必须固定在这些小格内，插上电源后，一会儿就可以将食物加热到可口的程度。有了它，宇航员们就可以品尝到热烘烘、香喷喷的红烧牛肉、炒蛋、猪排等食物了，其口感与在地面没有多大区别。

穿—一件衣服价值千万美元

人们对于服装的认识往往只局限于其蔽体、保暖、美观、大方等特点，可是当人类进入太空就会发现，航天服的作用早已超出了传统范畴。因为，太空接近真空的压力环境、极端的温度环境，缺乏生命所需的氧气，空间陨尘、空间碎片和空间辐射的威胁等，都需要航天服为宇航员在太空的生活和工作，提供一个良好的防护和保障系统。

航天服按功能可分为舱内航天服和舱外航天服。舱内航天服用于飞船座舱发生泄漏、压力突然降低时，宇航员及时穿上它，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，保证宇航员在飞船发生故障时能够安全返回。而舱外航天服则更为复杂。它是宇航员出舱进入开放的宇宙空间进行活动的保障和支持系统。它不仅需要具备独立的生命保障和工作能力，包括极端热环境的防护和人体平衡控制、氧气供应和压力控制、服内微环境的通风净化、测控与通信系统、电源系统以及宇航员视觉防护与保障，而且还需具有良好活动性能的关节系统以及在主要系统故障情况下的应急供氧系统。舱外航天服结构上由微流量防护层(外罩)、真空隔热屏蔽层、气密限制层、通风结构和液冷服等组成，犹如一个独立的生命保障系统。一套舱外航天服系统通常比一个健硕的人还要重许多。它的价格自然也不菲，目前研制生产一件舱外航天服要花费上千万美元。

谈到航天服，不能不讲一下“太空喷气背包”。这种背包高约1.25米，宽约830毫米，总重150公斤，内装12公斤液氮，共有24个喷嘴。它像一把没有坐位的椅子，安在宇航员的背上。宇航员可以通过扶手上的开关控制24个微型喷嘴，喷射出背包里的压缩氮气，从而形成各个方向大小不同的反推力，实现不同方向的移动。有了这种喷气背包，宇航员就能在茫茫太空中随心所欲地翻筋斗、旋转，向上、向下、向前、向后地自由移动了。

住——密舱生活考验技巧

宇宙环境是极为恶劣的，对人体有害的主要因素是高真空、高缺氧、宇宙辐射、温度差异等。在这样的环境中宇航员是无法生存和工作的。于是，科学家研制出了一种与外界隔绝的密闭环境座舱用来保护宇航员。

供宇航员居住、生活和工作的密闭舱是宇宙飞船上的一个主要部分，是保证宇航员身体健康的环境控制与生命保障系统。生命保障系统最为重要的是供水系统。它的主要任务是供给宇航员生活用水和饮食用水。密闭舱是一个狭小的环境，必须对不断产生的污染物加以净化，以维持舱内空气新鲜，保证宇航员的身体健康。

由于失重飘浮，宇航员行动起来不像在地面上那样自如，坐立不稳摇摇晃晃，稍一抬头仰身就有可能来个大翻身，弯腰时又可能翻筋斗，所以一切动作都得小心翼翼。航天飞行中，睡袋一般固定在飞船内的舱壁上。在失重时分不清上和下，站着躺着睡都一样，所以宇航员既可以靠着天花板睡，又可以笔直地站着靠墙壁睡，只要他高兴。为了防止无意中触及开关，他们睡觉时必须把双手束在胸前。宇宙空间中的睡觉姿势很特殊，失重时，身体完全放松会自然形成一种弓状姿势。在空间轨道站上，宇航员已可享受分隔式卧室和床，但他们在睡觉时必须把自己捆在床上，以免翻身时因失重而飘离。

另外，在宇宙中航行的宇航员和地球上的人一样，也需要有个人清洁卫生的处理，如刷牙、洗脸、洗澡、大小便等等，但这一切都需要有特殊的设施和技巧。比如在失重时刷牙，牙膏泡沫很容易飘浮起来，水珠在舱内飞飘，会影响人的健康和仪器正常运转。为防止这个问题，美国采用一种特制的橡皮糖，让宇航员充分咀嚼以代替刷牙，达到清洁牙齿的目的。宇航员洗澡时，需要将耳朵塞上，带上护目镜，就像潜水员一样。当人进入浴室，还要穿上固定的拖鞋，这样就不会飘浮起来了。美国“奋进”号航天飞机上装备有一种太空马桶，造价高达2340万美元。这种马桶可贮存处理更多粪便，有独立的尿液分离器，可将尿和粪便分开处理。马桶上的气流导引装置，解决了失重条件下人体排泄的困难。

行——防止成为茫茫太空的人体卫星

1965年3月18日，苏联宇航员列昂诺夫离开“上升”2号飞船密闭舱，系着安全带第一次到茫茫太空中行走，开创了人类太空行走的先例。然而太空行走与人们在地面上的行走不能相提并论，其困难程度是常人难以想像的，需要诸多的特殊技术保障措施。

由于太空处于真空状态，没有大气层的保护，温度变化也很大，太阳照射时温度可高于100℃，无阳光时温度可低于-200℃，同时还存在着能伤害人体的各种辐射和微流星体，因此在太空行走时，必须身穿特制航天服。同时，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，故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%，宇航员如果猛然出舱，遇到低的气压后血液供应会较差，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，因此可能造成气栓堵塞血管，引发严重疾病。所以宇航员出舱前需要吸取纯氧将体内氮气排出，以免隐患。

在太空行走的宇航员围绕地球高速运行时，在广袤的空间中没有参照物，无法分清物体的远近大小、速度快慢，如无保险措施，就可能会丢失在茫茫太空中而成为人体卫星。再加上载人航天器和自己都在运动，宇航员有时会被搞得晕头转向，亦有可能出现危险，所以太空行走需要采取保险措施———身系安全带。安全带犹如婴儿的脐带将宇航员与航天器连接起来，以防宇航员在太空中走失。1984年2月7日，美国的“挑战者”号航天飞机在进行第11次飞行时，宇航员布鲁斯·麦坎德里斯穿着一种带助推装置的航天服，首次在不系安全带的情况下在太空中自由行走了95分钟，捕获了已经停止工作的“太阳峰年”号人造卫星，并对其进行修理，排除故障后又将其重新送回轨道。布鲁斯完成了航天飞机首次捕获卫星的任务。这次太空行走也为人类在太空中的活动开创了新的天地。但为了保险起见，现在宇航员仍被要求系安全带。万一宇航员不能自己走回航天飞机，可以用牵引缆索把他拉回来。

太空生活看似有趣，实际上是对宇航员生存技巧的一大考验。看来要做个太空人，享受一下与地球人不一样的生活，还真不是件容易事。

宇航员在太空中是怎么吃饭的？

佩戴太空生活用品

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