宇航員在太空艙外活動(dòng)(EVA)中的生命保障,非航天服莫屬。這種高科技服裝在到達(dá)外太空之前,必須在地球上通過(guò)各種嚴(yán)苛的測(cè)試。在這些測(cè)試過(guò)程中,科學(xué)家使用真空泵產(chǎn)生的人造真空,在高空模擬室提前模擬外太空中的極端條件。
真空室模擬太空條件下的試驗(yàn)
航天服的某些特殊部分是專門為每個(gè)進(jìn)入太空的航天員單獨(dú)設(shè)計(jì)定制的,其他的部分則由成品模塊組裝并需要進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。每一位未來(lái)的航天服的穿戴著,都必須學(xué)習(xí)掌握如何在太空條件下處理自己的特殊制服并完成高強(qiáng)度訓(xùn)練的技能。
利用真空泵在真空室中模擬外太空的氣壓
在地表附近的地方,主要是10-7至10-12毫巴的超高真空;在遠(yuǎn)離地球的地方,真空度小于10-12毫巴。在必須使用超現(xiàn)代的真空技術(shù)、分多個(gè)步驟精心制造制造出的真空室中,大氣壓力約等于海拔40km處的氣壓。在真空室中的停留時(shí)間將使未來(lái)的航天員在最小壓力情況下切身感知到其航天服的實(shí)際效果。最重要的是,這也是一種檢查航天服在外太空的環(huán)境中,是否可以真正維持并發(fā)揮其重要功能的方法。
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一般來(lái)說(shuō),航天服的性能可靠并且穩(wěn)定,但也不可避免的會(huì)存在一些問(wèn)題。1965年,前蘇聯(lián)的宇航員阿列克謝·列昂諾夫(Alexey Leonov)成為第一個(gè)在外太空穿航天服出艙活動(dòng)的人。當(dāng)他在太空中活動(dòng)了幾分鐘后想重新返回太空船時(shí),一場(chǎng)災(zāi)難與他擦肩而過(guò)。由于內(nèi)部壓力的原因,他的太空服變得膨脹且僵硬,這時(shí)想要重新進(jìn)入狹窄的氣閘艙幾乎是不可能的。列昂諾夫必須首先打開事先為緊急情況而安裝的泄壓閥,以便從宇航服中排出氧氣,但這樣做將使列昂諾夫面臨減壓病的風(fēng)險(xiǎn)。如果航天服內(nèi)的壓力不能再次迅速的增加,他所擔(dān)心的情況就會(huì)出現(xiàn)。最終,列昂諾夫還是毫發(fā)無(wú)損地回到了地球。2013年,歐洲航天局的航天員盧卡·帕米塔諾(Luca Parmitano)同樣非常幸運(yùn)。當(dāng)他的航天服冷卻系統(tǒng)中某一個(gè)泵被堵塞,頭盔開始漏水,這個(gè) 意大利人差一點(diǎn)就淹死在太空中!然而幸運(yùn)的是,他在最終的時(shí)刻從機(jī)艙外重新返回國(guó)際空間站時(shí)幸免于難。
減壓病也被稱為潛水員病或屈肢癥,是由從正常大氣壓或高壓環(huán)境向低壓環(huán)境轉(zhuǎn)變而引起的一種疾病。當(dāng)我們生活在地球表面時(shí),身體是處于正常大氣壓下的。如果大氣壓下降尤其是下降幅度過(guò)大時(shí),人體組織中的氣體(氮?dú)夂脱鯕猓?huì)往外逸出逸出。人體所需要的是氧氣,并且氧氣逸出到任何地方都可以。但是氮從人體組織中逸出會(huì)導(dǎo)致人體產(chǎn)生諸如皮膚瘙癢、關(guān)節(jié)和肌肉疼痛、咳嗽和胸悶的癥狀,這便是減壓病的表現(xiàn)。這種疾病并非載人航天領(lǐng)域所獨(dú)有,在航空和潛水中則更為常見。