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揽星九天,星空灿烂

2021-09-05陈六六

中学生博览·文艺憩 2021年8期
关键词:天宫神舟航天员

陈六六

从神舟五号将中国人第一次送入太空,到神舟七号实现首次太空出舱行走,再到神舟十二号搭载航天员入住太空,我们朝着星辰大海的梦想稳步迈进,在浩瀚太空留下越来越多的身影和足迹。遨游浩瀚、逐梦九天,需要浪漫想象,也离不开脚踏实地的行动。朝着太空迈进的每一步,都是中国航天人艰辛奋斗的结果,为科技自立自强写下生动注脚。

Part1:  热点大事件: 中国载人航天迈入新篇章

2021年6月17日,中国酒泉卫星发射中心,搭载着聂海胜、刘伯明和汤洪波三名航天员的神舟十二号飞船,由“神箭”长征2F火箭顺利发射升空。6小时后,飞船采用自主快速交会对接模式,与已经在轨的天宫空间站“天和”核心舱对接,这也将创造我国载人航天历史上最快载人对接记录。

载人航天是人类航天技术的“皇冠上的明珠”,也是人类迈出地球摇篮的必备技术。由于要运输相对无人飞行器而言极度脆弱的人类身体进入环境恶劣的太空,相对于普通航天工程,载人航天不仅需要增加载人运载火箭、载人飞船、货运飞船、航天员训练和着陆回收等高难度分系统,整个系统还会变成可以用“木桶桶底”理论适用的环节:只要有任何一个环节出问题,桶里的水都会彻底漏光,导致彻底失败。因此,载人航天技术的门槛极高。人类进入航天时代60余年来,仅有苏联/俄罗斯、美国和中国掌握了独立自主的载人航天技术。

然而,中国取得这一切成果并非易事,需要从筚路蓝缕的起点阶段默默耕耘。中国载人航天自1992年9月21日开启以来(“921”工程),先后规划了三大发展阶段:

第一阶段,发射载人飞船,建成初步配套的试验性载人飞船工程,开展空间应用实验。神舟一号至六号等任务已实现这个目标;

第二阶段,突破航天员出舱活动技术、空间飞行器的交会对接技术,发射空间实验室,解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题。神舟七号至十一号、天舟一号、天宫一号和二号等任务已实现这个目标;

第三阶段,建造空间站,解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题。这一步计划的实现是载人航天发展近30年来的最核心目标:中国要建立一座“天上宫阙”(天宫空间站),让“天神”(航天员)长期驻留。

建造天宫的难度远超以往,它具备三个核心部分:空间站核心与实验舱段、载人飞船和货运飞船。它们不仅功能、尺寸、重量完全不同,还需要搭配完全不同的运载火箭和发射场系统等。2021年4月29日,天宫空间站核心舱“天和”顺利升空;5月29日,天舟二号货运飞船顺利升空,二者对接后开始等待载人飞船的到来,即6月27日发射的神舟十二号。这也标志着,天宫正式进入载人驻留运营状态。

Part2:  科普小知识: 关于神州12号,你想知道的都在这里

神舟十二号是什么?

神州十二号简称“神十二”,全称“神州十二号载人飞船”。那么何为载人飞船?载人飞船是保障航天员在太空生活和执行航天任务、以及返回地面的航天器,又称“宇宙飞船”。载人飞船可以独立工作,也可以作为地面和太空空间站的“摆渡船”。它借助火箭发射升空,完成任务后,飞船其他部分在进入大气层的过程中焚毁,最终只剩返回舱载着宇航员返回地面。也就是我们最后看见杨利伟返回出舱的大铁球。

空间站是个什么站?

我们都知道,从古至今,咱地球人对于宇宙一直都很好奇。于是大家就开始琢磨:咋才能让人上天。最后发现,火箭和载人飞船的结合最靠谱。不过,上天一次,费钱又费力,要是只能待一会儿的话未免不够划算。所以最好是先建一个像酒店一样,能让航天员小住的地方,那就是:空间站!现在咱们国家就正在建自己的空间站,还给它起了个特别好听的名字,叫天宫。

我国目前在建的天宫空间站,2020年开始建造,基本结构有三个舱段,包括天和核心舱和问天、梦天两个实验舱。三个舱组合后,会形成一个T字型结构,同时核心舱后端可对接货运飞船,前端可对接载人飞船。天宫空间站预计2022年建成,设计寿命10年。2021年4月,天和核心舱已发射成功,5月,天舟货运飞船发射成功并与核心舱精准对接。我们的神州十二号号载人飞船也于2021年6月17日发射成功,并与天和核心舱成功对接。

航天员的生活环境怎么样?

2021年我国着手建造中国空间站开始,设计师们为航天员预留了相对充裕的生活环境,舱内活动空间从15立方米提升到110立方米,简直就是从“筒子间”搬到了“大平层”,而且还是标准的“三室一厅”豪华格局。

航天员会出舱吗?

2021年7月4日11时02分,航天员刘伯明、汤洪波身着中国自主研制的新一代“飞天”舱外航天服,先后从天和核心舱的节点舱成功出舱。他们在机械臂的支持下相互配合,在舱外完成了抬升舱外全景摄像机位置的任务。航天员刘伯明打开舱门的一瞬间,他惊呼,哇,这外面太漂亮了。他看到的一幕也被摄像机记录下来。经过约7小时的出舱活动,神舟十二号航天员乘组密切协同,圆满完成出舱活动期间全部既定任务,航天员刘伯明、汤洪波安全返回天和核心舱,标志着我国空间站阶段航天员首次出舱活动取得圆满成功。

航天员为什么要出舱?

太空行走主要有六大用途:一是太空组装、扩建空间站;二是太空维修、维护航天器;三是回收、维护与释放卫星;四是完成一些科研任务;五是进行紧急太空救援;六是载人登月和载人登火星等。所以,太空行走很重要。

垃圾会怎么处理呢?

航天员在日常工作期间和休息期间,不免会产生很多的太空垃圾,多余的太空垃圾不仅占地方,还会进一步加重空间站的载荷能力,因此,有些太空垃圾,是没有办法进行废物利用的。这时候有人就说,太空那么大,扔一点点垃圾,没有啥问题吧。试想一下,如果我丢一部分,你丢一部分,全人类都丢这些垃圾的话,那么这些垃圾将会在外太空漂浮,届时将会布满近地轨道,更严重的话,有可能会覆盖地球的整个天空,所以考虑到这一点,这些垃圾必须带回地球处理。当垃圾积攒到一定的程度时,地面指挥中心就会发射载货货运飞船。货运飞船的作用不仅可以提供宇航員的生活物资和运输科学器械,它还有一个作用,那就是从太空返回时。会将垃圾带回地球,然后在大气层中承受上千度的高温,焚毁掉。这样既不会污染地球的环境,也不会污染太空的环境。

航天员如何用水呢?

航天员们在洗漱和洗澡时,需要在封闭的空间进行,这样可以让水不会乱跑。在航天员们清洗过后,残余的水会被收集起来,然后进入污水净化系统。而污水净化系统则连接着空间站的再生式生命保障系统。再生式生命保障系统是一项多功能非常强大的系统,科学家表示:再生式生命保障系统提供了空气循环、水资源循环以及废物利用等多个应用。它的工作方式是这样的:废水可以被净化,然后重复不断使用,而多余的水则可以进行电解制氧,产生氧气和氢气,为空间站的氧气储备提供补充。而后多余的氧气、氢气、水以及人体排泄的废物,还能够合成火箭燃料,所以未来人类的每艘宇宙飞船上,都必须搭载这样的系统。只有这样,航天员才能够进行长时间的星际旅行。但人类初接触这一领域,还需要很长的时间完善和发展。

Part3:致敬英雄!简简单单的八个字,背后有多少血与泪

在航天员返回地面时,他们要被抬出来。许多人不理解为什么要抬出来?这是因为航天员从天上失重的状态,突然回到地面,重力状态不适应而采取的一项措施。

航天员在重返地球时,在航天器高速和大气密度的作用下,航天器开始剧烈升温、出现剧烈晃动、重力作用也开始显现。这个过程太恐怖了,航天器变成一个火团,剧烈晃动,突然从失重变成超重4-5倍。而且由于空气高温下的作用,与任何通讯完全失去联系,进入黑障区,这个过程会10-15分钟,再经过10-15分钟稍微平稳的环境降回地球。

这个黑障区,可比你坐游乐项目刺激多了,而且任何信号都没有,除了巨大的噪音你和世界完全失联,身边全部在着火和爆炸,想停都停不下来,这有多恐怖??所以,任何一个航天员,都是极其伟大的英雄,这种身体和心理上的冲击是巨大的!

太空中失重对身体比较主要的影响有如下几个:

1.空间适应综合征

进入太空后,由于没有重力所有东西都会漂浮,人类也不例外,这导致人类无法区分上下前后左右东西南北,前庭系统和脑部相关神经就会出现紊乱,一个表现就是无法抑制的恶心。虽然每位航天员都经过了各种残酷的训练,即便能够克服这些生理反应,但他们的大脑依然认为自己处于完全失控的失重状态,这不是返回地球半个小时内能迅速适应的。

2.骨头和肌肉的质量缺失

经过长期待在太空后,人类的肌肉和骨骼会不断失去。航天员脚部会大量脱皮(没有重力和走路压迫,角质和硬质皮肤掉落),变得像婴儿般鲜嫩(这话来自破了人类单次最长驻留太空时间记录的Valeri Polyakov,他在太空中待了438天!),但更夸张的,则是身体内部的变化。最主要体现在骨头和肌肉上,由于缺乏运动和重力,这两者会被身体认为无用(尤其是肌肉消耗大量身体营养),一进入太空后,人体便会急速流失这两种重要身体结构。

3.体液重置

在地球表面时,体液在重力作用下会更多集中在身体下部,但到了太空一切都不一样:这些体液更倾向于均匀分布在全身,有个好处在于腿会瘦一圈,但是脸也会肥一圈。这种体液变化对人体的影响会非常大,尤其是对心脑血管,颅内的压力会增加很多,而且眼球的压力也会增大,视力会受到影响,味觉和嗅觉系统也会受到很大干扰。体液循环和血液循环都会被身体强行调整,以适应这个变化。短短半小时内,重新回到地面那种环境,这些循环系统是绝对恢复不过来的,这也是为什么所有的航天员都要躺着回来,一方面为了适应超重和振动冲击,另外一方面就是为了适应体液、血液循环的巨大变化。在这种情况下,要尽一切可能减少身体运动的,因为运动会大大加剧你的各种循环系统,身体很难迅速适应。也就是航天员的身体能抗住,正常人熬不过这一关。

所以航天员返回地球时,尤其是长期驻留太空的返回,都是八抬大轿般被请出来的。

2008年中国航天员翟志刚在太空行走时说出了这样一句话:“我已出舱,感觉良好!”简简单单的八个字,背后有多少血与泪!

可以说航天员是伟大的,更是拥有着远超我们认知的“強大”。

泪目。

向中国的航天英雄们致敬!

(资料来源:网络整理)

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