航天服是用什么織物做成的 需要具備什么特性
太空很美麗,但是對(duì)于人類來(lái)說(shuō),在太空復(fù)雜的環(huán)境中,卻存在很多危害因素,因此航空員在艙外活動(dòng)時(shí)必須穿上特制航天服,今天廣州莊杰防水劑給大家分享航天服是用什么織物做成的,需要具備什么特性。
航空服的作用
艙外航天服守護(hù)宇航員生命,是其完成太空任務(wù)的必備裝備。它能夠提供加壓的環(huán)境,給航天員供氧并同時(shí)去除二氧化碳。同時(shí),它能保持舒適的溫度并能保護(hù)航天員免受微流星體和輻射的傷害。此外,它還能讓航天員有清晰的視線,能夠輕松自如地移動(dòng),并能與外界交流。
航天服的研制是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程。就像輪胎一樣,航天服實(shí)質(zhì)上是一個(gè)受到一層氯丁橡膠涂層纖維包裹的“膨脹氣球”。對(duì)航天服的“氣球”部分施加的限制向內(nèi)部的航天員提供氣壓,這就好比在紙管內(nèi)吹氣球一樣。航天服通過(guò)提供空氣壓力防止航天員的體液沸騰。
大多數(shù)航天服是在低于正常大氣壓的環(huán)境下工作的,因此,在航天員適應(yīng)太空行走之前,必須降低航天器機(jī)艙壓力。否則,由于航天服和艙內(nèi)的壓力變化,太空行走的航天員會(huì)有患減壓病的危險(xiǎn)。
航天服內(nèi)不能使用正常的空氣——78%的氮?dú)猓?/span>21%的氧氣和1%的其他氣體——因?yàn)榈蛪簳?huì)使肺部和血液中氧氣濃度變低,這是很危險(xiǎn)的,就像攀登珠穆朗瑪峰時(shí)一樣。大多數(shù)航天服提供純氧用于航天員呼吸。這些氧氣或通過(guò)臍帶從飛船或航天服生命維持系統(tǒng)中獲取。
飛船和國(guó)際空間站里都有正常的混合空氣,這些混合空氣可以模擬地球上的大氣環(huán)境。因此,在穿上航天服進(jìn)行太空行走之前,航天員必須預(yù)先呼吸一段時(shí)間純氧,清除血液和組織中的氮?dú)猓畲笙薅鹊販p少風(fēng)險(xiǎn)。
在航天服的狹小空間內(nèi),二氧化碳濃度有可能達(dá)到致命水平。因此,多余的二氧化碳必須從航天服中清除掉。航天服使用氫氧化鋰罐來(lái)去除二氧化碳。這些過(guò)濾罐位于航天服的生命維持背包或航天器中。
航天服是用什么織物做成的
為了應(yīng)對(duì)極端的空間環(huán)境,大多數(shù)航天服都使用織物層(氯丁橡膠、滌綸等)以達(dá)到很強(qiáng)的絕熱效果,并覆蓋有反射外層(聚酯薄膜或白色織物)以反射陽(yáng)光。航天員的身體會(huì)產(chǎn)生熱量,尤其是在進(jìn)行劇烈活動(dòng)的時(shí)候。如果產(chǎn)生的熱量沒有及時(shí)消除,航天員產(chǎn)生的汗水就會(huì)使頭盔蒙上一層水霧,同時(shí)航天員會(huì)嚴(yán)重脫水。在“雙子星”任務(wù)中進(jìn)行太空行走時(shí),航天員尤金⋅塞爾南的體重就減輕了數(shù)磅。航天服采用了風(fēng)扇/熱交換器吹冷氣或液冷服降溫的方法來(lái)排走多余的熱量,如水星和雙子座計(jì)劃就是使用前面一種方法,而液冷服降溫的方式則從“阿波羅”計(jì)劃一直使用到今天。
航天服擁有多層耐用織物,如滌綸或芳綸,以此來(lái)保護(hù)航天員免受微流星體的撞擊。這些織物層也能夠防止航天服在飛船、行星或月球的裸露表面上意外破裂。
需要指出的一點(diǎn)是:航天服只能提供有限的輻射防護(hù),其中一些防護(hù)得益于它內(nèi)置的聚酯薄膜反射涂層,但是航天服對(duì)太陽(yáng)耀斑的輻射防護(hù)能力不強(qiáng)。因此,太空行走常常要在太陽(yáng)活動(dòng)不劇烈的時(shí)間段進(jìn)行。
航天服的頭盔多是由透明塑料或耐用聚碳酸酯制成的。大多數(shù)頭盔上都有反射陽(yáng)光的覆蓋物和用于減少眩光的有色遮陽(yáng)板,其原理和太陽(yáng)鏡一樣。在太空行走之前,頭盔的內(nèi)側(cè)面板上都會(huì)被噴上防霧化合物。為了便于航天員看到陰影處的目標(biāo),現(xiàn)代航天服頭盔都安裝了照明系統(tǒng)。
在臃腫的航天服內(nèi),活動(dòng)是非常困難的。為了解決這個(gè)問題,航天服的織物上配備了特殊的接縫或錐形設(shè)計(jì),幫助航天員手、手臂、腿、膝蓋和腳踝能正常地彎曲。
航天服配有無(wú)線電發(fā)射器/接收器,這樣太空行走的航天員可以與地面控制器或其他航天員進(jìn)行交談。 航天員還佩帶著麥克風(fēng)和耳機(jī)。發(fā)射器/接收器放置在航天員的胸包/背包里。
在失重環(huán)境下,如果你推動(dòng)某個(gè)物體,你就會(huì)朝著相反的方向飛去。早期太空行走的航天員報(bào)告了很多關(guān)于運(yùn)動(dòng)時(shí)位置保持的問題。當(dāng)他們?cè)噲D轉(zhuǎn)動(dòng)扳手時(shí),他們就會(huì)飛向相反的方向。因此,航天器上都配備了腳限制器和扶手,以此幫助航天員在微重力環(huán)境下作業(yè)。此外,在執(zhí)行任務(wù)之前,航天員會(huì)在地球上利用中性浮力水槽練習(xí)太空行走。
美國(guó)航天局還開發(fā)了一些航天服機(jī)動(dòng)裝置,這些裝置可以使航天員在不受航天器的束縛下在太空中自由移動(dòng)。其中一種被稱為載人機(jī)動(dòng)單元(MMU),是一種帶有操縱桿控制的氣體推進(jìn)器動(dòng)力椅。美國(guó)航天局還開發(fā)了一種可以背在身上的氮?dú)馔七M(jìn)裝置,稱為“艙外活動(dòng)簡(jiǎn)便救援裝置”(SAFER)。當(dāng)航天員和航天器分離時(shí),這種裝置可以幫助航天員返回飛船或空間站。 SAFER可裝載1.4千克的氮?dú)馔七M(jìn)劑,并可以將航天員的速度最多改變約3米/秒。
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