穿上舱外宇航服,并不能立刻出舱,否则很危险

科学信仰 2024-08-08 10:15:40

在科幻电影中,宇航员穿上舱外宇航服,打开舱门就去太空中干活了,但在现实之中,这是做不到的,你知道是为什么吗?

太空环境是近乎于真空的,所以要想出舱活动就必须要穿上特制的舱外宇航服,以使自身与太空环境隔绝,但现实之中却有一个问题,那就是宇航服内外的压差。宇航服外是真空环境,而宇航服内却有着较大的气压,这会导致宇航服急剧膨胀,让身处其中的宇航员完全没有办法动弹。怎么解决这个问题呢?最简单的办法就是把宇航服做成硬质的。

如果宇航服是硬质的,那么不管内外压差有多大,宇航服都不会膨胀。

为了实现这一目的,20世纪80年代末,NASA开发了一款硬质宇航服,名为“AX-5”,这套舱外宇航服所有需要活动的部位都有球形关节组成,这样一来,既解决了内外压差问题,又保证了宇航服的灵活性。遗憾的是,因为这样那样的原因,这款舱外宇航服最终还是没有开发完成。没有硬质宇航服,怎么解决宇航服膨胀的问题呢?那就只剩下一个办法了,就是减小宇航服内的气压,但这又会带来新的问题。

宇航服内的气压太低会直接导致宇航员出现高原反应,这其实很好解决,只要给宇航员吸纯度较高的氧气就可以了。

但除此之外还有另一个问题,那就是减压病。我们呼吸进体内的空气会溶解在血液之中,而能够溶解多少与一个因素密切相关,那就是压力。外部压力越大,肺里面的压力也就越大,于是血液中溶解的气体也就越多。在这些气体之中,氧气和二氧化碳会被吸收分解掉,但空气中最多的氮气却会滞留在血液之中。

在高压环境下,人体的血液之中会累积大量的氮气,如果外部环境压力缓慢降低,溶解在血液之中的氮气也会被缓慢释放出来。

但如果外部环境压力突然下降,溶解在血液里的氮气就会形成气泡,轻则会给身体带来极度不适,重则可能导致血栓形成,甚至内脏破损,从而危及生命,这就是减压病。正是因为减压病的存在,潜水者必须要缓慢上浮,避免外部压力变化太快。而宇航员所面对的情况与潜水者是非常相似的。

为了避免舱外宇航服膨胀太过,从而影响到宇航员的活动,只能让宇航服内的压力保持在一个较低的水平上,这样一来,宇航员穿上宇航服就等于从一个高压环境进入到了一个低压环境,压力变化太快,同样会导致减压病的发生。

所以宇航员并不是想要出舱,就可以马上穿上宇航服走出去,而是需要一些先期准备。为了避免穿戴宇航服的过程太过漫长,现代宇航服都会做得尽量硬一些,这样宇航服内的气压只要维持在标准大气压的一半以下就可以了。宇航服内的气压没有降得太低,宇航员的先期准备也能轻松一些。

现在的做法就是让宇航员先吸一段时间纯氧,然后再穿上宇航服,这样一来既可以避免减压病的发生,也可以免除高原反应。

如果是在空间站之中,这个过程可能会更加简单,宇航员只需要在气闸仓中睡上一觉,便可以替代这个吸纯氧的过程了。当然,现在的这些做法都还只是权宜之计,相信随着航天科技的不断进步,未来宇航员出舱的过程也会变得更加简单,像科幻电影中那样,随时穿上宇航服就可以走出舱外的情形有朝一日必会成为现实。

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