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2 # 理性科普者
維修活動分為二種情況:太空艙內維修,太空艙外維修。太空艙內維修不需要什麼特殊的考慮,但太空艙外維修不是輕易的一件事情,是屬於太空行走的問題,這是一個技術性的大難題,經過多年的探索,才漸趨完善。要解決許多問題:缺氧、抗壓、抗輻射、抗低溫和慣性運動問題(太空微重力對航天員人身安全可能造成的影響。)等諸多疑難問題。太空行走是載人航天的一項關鍵性技術,它是安裝大型裝置、科學實驗、施放衛星、檢查和維修航天器不可缺少的手段。
歷史上,進行太空行走的第一人是前蘇聯宇航員阿列克謝·列昂諾夫。1965年3月18日,阿列克謝·列昂諾夫在“上升2號”飛船航天飛行期間實現了離艙12分鐘的太空行走。
要實現太空行走需要眾多的技術保障。
早期研製的裝備,航天員身穿航天服與飛船用一條管狀的帶子相聯,以提供氧氣、壓力、降溫、電源、通訊等保障工作。存在的問題:帶子過長易扭曲使宇航員有窒息的危險。後來,把宇航服和飛船分離。
宇航服,可以說是一個微型的載人航天器。有抗壓、供氧、調溫、調溼功能。宇航服有一根帶子,作用是克服微重力的影響,保證宇航員能夠回到太空艙。
再後來,美國的太空梭,航天員使用有24個氮推力器的機動裝置,航天員可以進行6個自由度(方向)的飛行。外形像一個揹包,航天員可以手動控制裝置上高壓氮氣從不同部位噴出,以改變宇航員的運動狀態(速度的大小、方向)和自己的姿態,好像一顆小型的人體地球衛星。
太空行走是很危險的。太空處於真空狀態,沒有大氣層的保護,溫度變化總是在100℃至-200℃,有各種輻射傷害人體。太空行走還要防止減壓病。由於載人航天器內有人造氣壓,空氣成份基本與地面大氣差不多,出艙時,航天服內的氣壓較低,壓力要減小不少,因此人體有一個適應過程。宇航員因為在太空艙內吸入了一定量的氮氣,如果猛然出艙,氣壓突然下降會使血液暫時供應不上,這時,溶解在血液中的氮氣會遊離出來形成氣泡,堵塞血管,引起減壓病。所以,航天員出艙前需要吸取純氧將體內的氮氣排出。即使這樣,安全帶還是不可缺少,防止航天員在太空中迷失方向。
宇航員進出艙門主要靠氣閘艙。氣閘艙,載人航天器中供航天員進入太空或由太空返回用的氣密性裝置,是航天員進出太空不可缺少的緩衝區。航天員在氣閘艙內穿航天服、吸氧、排氮,使航天員進入真空之前,起到適應作用。氣閘艙還能保證飛船內的氣體在艙門開啟時不能全跑掉。氣閘艙一般有2個閘門,一個與座艙連線的叫內閘門,另一個與太空相通的叫外閘門。
總結:太空行走的基本步驟:首先穿好航天服,同時充分吸氧,航天員先走出內閘門,然後關閉內閘門,把氣閘艙內的空氣抽入飛船的座艙內,當氣閘艙內的壓力和外太空壓力相等時,開啟外閘門進入太空。仍然有一根帶子連線宇航員和飛船。返回氣閘艙時順序相反。謝謝閱讀。
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對於地面上的上班族來說,週五可能是個平凡的一天。但是對於國際空間站上的宇航員來說,這一天過得並不輕鬆。
由於空間站的 Alpha 電磁光譜儀(AMS)遭到了破壞,NASA 宇航員 Andrew Morgan 和 ESA 宇航員 Luca Parmitano 不得不整裝待發,去完成多次太空行走。
(圖自:NASA,via BGR)
據悉,AMS 是一套相當複雜的高科技儀器,旨在探測太空環境中的宇宙射線。其正在幫助地球上的科學家們解開宇宙中一些最令人困惑的謎團,比如暗物質和反物質是如何影響宇宙的。
遺憾的是,AMS 的冷卻系統突發故障,且很難完成維修。儘管此前我們已經聽說過許多次的太空行走,但週五的這次任務,顯然要棘手得多。
為了完成 AMS 的修復工作,宇航員不得不進行多次太空行走。首次行走期間,他們先將需要置換的零件送了出去。
然後 Parmitano 和 Morgan 將拆除 AMS 上方安裝的防護罩、貼上導軌、以便在維修時能夠更加輕鬆地操縱。
在最終更換維修元件時,倆人還需要將重要物資放在觸手可及的地方。
儘管紙面上聽起來像是小菜一碟,但想象你在隨著國際空間站以每秒近 5 英里的速度在繞地飛行,長時間太空行走的風險就要高太多了(更何況還有數不清的太空垃圾碎片)。