今天凌晨零時40分,“神舟”四號無人飛船順利發射升空,華夏兒女暢遊太空的日子已不再遙遠,我們的航天員也正摩拳擦掌。更讓人感興趣的是,航天員上了天,在太空如何吃穿住行?爲此,我們採訪了中國載人航天工程航天員系統航天食品、航天服和環境控制與生命保障分系統的有關專家。
在太空可以吃到魚香肉絲和宮爆雞丁
爲了節省飛船的空間和發射時的有效載荷,航天員攜帶的航天食品儘可能重量輕、體積小、營養好,而且不含殘渣,如骨、刺、皮、核等。食品必須符合失重條件下航天員生理改變的要求。航天飛行導致航天員骨鈣丟失,肌肉萎縮,紅細胞數量減少,食品要針對航天員生理改變指數對膳食的營養素作適當調整,例如:肌肉萎縮要求食品提供充足的優質蛋白質,骨質丟失要求食品提供充足的鈣,以及適宜的鈣磷比例和維生素D;飛行初期食品的脂肪量不宜太高,以免加重空間運動病;爲防止心血管系統功能失調,要限制食品中鈉的供給,保證鉀的供給。
我國的航天食品有中國特色。太空生活中,我們的航天員可以吃到中式菜品,如魚香肉絲、宮爆雞丁等,比西餐更加色香味美。航天員飯後還需用一杯茗香清爽的綠茶來提神。這種綠茶是我國自行研製的。
航天食品通常製成一口大小的長方形、球形和方形等,如肉塊、魚塊、點心塊,食品表面塗有一層可食的保護膜,航天員進食時一口一塊,既方便簡潔,又不會掉屑,可以避免食物碎屑撒落在艙內飄浮。前蘇聯和美國的早期航天飛行中,航天員採取“嘴對嘴”的進食方式,將經過特殊加工的液體或半固體食品裝在類似牙膏管的容器內,進食時通過一根導管將食品直接擠入口內。隨着包裝新材料和新技術的應用,航天員的進食方法越來越接近地面。如今航天員可將一餐所要吃的食物裝在一個餐盤上,然後用與普通餐具外型無異的餐具,以類似於在家中進餐的方式進食。
航天食品的供給方式分爲兩種:一是將地面食品帶上天;二是在飛船上用原料自己加工。由於載人飛船發射費用昂貴,約1萬美元/千克,而一個航天員每天消耗食品1.5千克,約1.5萬美元。迄今爲止,美國和俄羅斯都採用第一種方式。
艙內艙外不一樣
航天服按功能分爲艙內用應急航天服和艙外用航天服。
艙內航天服用於飛船座艙發生泄漏,壓力突然降低時,航天員及時穿上它,接通艙內與之配套的供氧、供氣系統,服裝內就會立即充壓供氣,並能提供一定的溫度保障和通信功能,讓航天員在飛船發生故障時能安全返回。正常航行時,航天員一般在飛船上升或下降時穿上它,防止發射或返回時發生故障;飛船軌道飛行時,航天員一般不穿航天服。
目前,我國自行研製的艙內航天服由3部分組成:一是限制層。它由耐高溫、抗磨損材料製成,用來保護服裝內層結構,並使航天服按預定形態膨脹,保證航天員穿着舒適合體。二是氣密層,這部分用塗有丁基或氯丁橡膠的錦綸織物製成,有良好的氣密性,防止服裝加壓後氣體泄漏。三是散溫層。這部分與內衣褲邊接在一起,有許多管道,採用抽風或通風,將氣流送往頭部,然後向四肢軀幹流動,經肢體排風口彙集到總出口排出,帶走人體代謝產生的熱量。
航天員穿戴的頭盔、手套和靴子更加特殊。頭盔的盔殼由聚碳酸酯製成,不僅能隔音、隔熱和防碰撞,而且還具有減震好、重量輕的特點。爲防止航天員呼吸造成水氣凝結以及低溫環境下頭盔面窗上結霧、結霜,航天服專家設計了特殊的氣流或防霧塗層。手套與航天服相配套,充氣加壓後具有良好的活動功能和保暖性能。
艙外航天服更爲複雜,它是航天員出艙進入宇宙空間活動的保障和支持系統。它可以看成是一個可以操作活動的最小載人航天器。一套艙外航天服系統重量約120千克。艙外航天服能保證航天員在艙外獨立工作8小時。目前,研製生產一件艙外航天服需上千萬美元。
想怎麼睡就怎麼睡
美國和俄羅斯載人航天初期,航天器內空間狹小,航天員只能在座椅上睡覺。爲防止無意中觸及開關,睡眠時必須把雙手束在胸前。宇宙空間最特殊的就是睡覺姿勢,失重時,身體完全放鬆會自然成弓狀,專家認爲,在太空中睡眠,身體稍爲彎曲成弓狀,比完全伸直平躺着要舒服得多。
太空飛行中,睡袋一般固定在飛船內的艙壁上,這樣就像睡在牀上一樣舒服。失重時分不清上下,站着躺着睡都一樣,所以,航天員既可以靠着天花板睡,又可以筆直地站着靠牆壁睡,你想怎麼睡都可以。
航天員生活在太空中,同樣離不開體育鍛煉。多鍛鍊可以提高對失重及其他航天環境的適應能力。長期航天的空間站內,都設有專爲航天員準備的“小型體育場”,裏面放有自行車功量計、微型跑道、彈簧拉力器及負壓筒等。
航天員還要洗澡。前蘇聯的載人空間站,就配有航天浴室。航天員洗澡時,要將耳朵塞起,帶上護目鏡,就像潛水員一樣。一切準備就緒,纔可打開水龍頭,一陣陣細細的水流噴在身上,形成一層夾着無數氣泡的水膜,必須用毛巾或吸水刷將水吸走。失重時水不會自動流出,水箱中有氣加壓,水纔會源源不斷流出來。
什麼是載人飛船
載人飛船又叫宇宙飛船,是保障宇航員在外層空間生活和工作,並返回地面的航天器,它的運行時間有限,僅能使用一次。宇宙飛船可以獨立進行航天活動,也可作爲往返於地面和空間站之間的“渡船”,還能與空間站或其他航天器對接後進行聯合飛行。
宇宙飛船的用途有,進行近地軌道飛行,試驗各種載人航天技術;考察軌道上失重和空間輻射等因素對人體的影響,發展航天醫學;進行載人星際飛行,爲空間站接送人員和運送物資;進行軍事偵察和地球資源勘測等。宇宙飛船一般由乘員返回座艙、軌道艙、服務艙、對接艙和應急救生裝置等部分組成,登陸飛船還配有登陸艙。
不穿宇航服的悲劇
上世紀60年代末到70年代初,爲趕超美國人設計的兩座艙飛船,前蘇聯設計師將原有的兩座艙“聯盟”號飛船改爲3座艙。宇航員杜博羅沃里斯基和他的兩位戰友要“擠進”這個窄小的飛船,放棄了佔用很大空間的宇航服。
1971年6月30日,杜博羅沃里斯基、沃爾果夫和巴查耶夫在“禮炮”號軌道空間站完成了3個多星期的工作後,進入“聯盟-11”運載飛船返回地球。
飛船即將進入大氣層時,座艙中與外界連接的通風安全閥忽然鬆開了。氣壓閥鬆動後,飛船上的通氣小窗快速地一開一合,艙內的空氣迅速地向太空中散去,艙內氣壓在20秒鐘內從900毫米汞柱降到了500毫米汞柱,1分鐘後降至170毫米汞柱!
飛船出現漏氣4秒鐘後,杜博羅沃里斯基每分鐘的吸氣次數達到了48次,而正常人應爲16次,此時杜博羅沃里斯基幾乎進入了瀕死狀態,半分鐘後,死亡降臨。
屍檢時發現,3位宇航員的瀕死症狀幾乎完全相同,他們都有腦溢血、肺部充血、耳鼓膜破損的跡象。如果他們當時穿上宇航服,這個悲劇是完全可以避免的。
美國和俄羅斯國際空間站食品清單
冷藏食品
乳製品:美國乾酪、乳脂乾酪、酸奶油
水果:蘋果、葡萄柚、獼猴桃、橙、李子
冷凍食品
肉蛋類:牛肉、小羊肉、火雞肉、豬肉、海產品和蛋等
主食類:蔬菜、水果、湯、甜點心、乳製品、飲料和調味品等
熱穩定食品:水果、色拉、蔬菜、湯類、甜點心、調味品和飲料
自然形態食品:水果、穀類、甜點心、休閒零食、糖果 覆水食品:主要爲飲料
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