太空失重是什么感觉?吃饭、上厕所都变得异常艰难

曾经有一个加拿大宇航员在国际空间站,展示了拧干湿毛巾的试验。但是怎么也拧不干水分,就像胶水一样牢牢粘在毛巾上。

太空失重是什么感觉?吃饭、上厕所都变得异常艰难

稍微懂点物理知识的观众老爷或许知道,这是由于失重的缘故造成的。

那么你们知道太空中还会有哪些奇妙的现象么?


万有引力告诉我们,宇宙一切事物都存在吸引力,这个力和物体的质量成正比。

人类进入太空可以看做是摆脱地球引力的过程,当到达外太空失去地球引力的时候,自身重力也会消失,就会像玄幻小说里的人物一样,不用借助任何外力可以悬浮腾空,只要有一个作用力,就可以朝力的方向无限直线运动。

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这种失重变化在不同的物质上表现也不同,例如水会变成一个球形。

因为液体表面有一个张力,张力趋势液体表面积减少,而球形的表面积最小,于是失重的水会变成一个漂浮的水球。当给到一个物体时,水又会在引力作用下被吸附到物体上,由于水的流动性又会均匀受力,包裹在物体的表面。

所以前面的湿毛巾实验,拧不干水分是由于水没有受到其它引力,就算拧到天荒地老,也无法脱离毛巾的束缚,而且水还会被吸附到人手上,像是敷了面膜一样。

除此之外,人的体液也改变状态。

到了外太空会发现压根就哭不出来,因为零重力的环境下,眼泪不会顺着脸颊向下流,而是在眼珠上聚集,模糊人的视野,只有用干纸巾才可以吸干眼泪。

不光是水变得很神奇,连火也变得奇奇怪怪的样子。

由于没有气流的运动,火苗呈圆形向四周发光发热,但是燃烧的速度相当慢,亮度和温度也没有在地球上高,这是因为火燃烧的本质是一种氧化反应,外太空失重的环境下,气体流动性差,氧气补充没有地球上那么快,所以产生的热量并不高。

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除了这些,还有很多因为失重而产生的奇妙现象,或许屏幕前的你会觉得十分有趣,甚至觉得宇航员一边可以漂浮在空中睡觉,一边还可以看看浩瀚的星空,甚至是俯瞰蓝星的整个面貌。

以至于你也有了想一探太空的想法,但事实真的是如此么?

根据美国宇航员霍普金斯的描述,在太空睡觉可不是一件容易的事。

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首先是在地球上躺平才有睡觉放松的感觉,但是在失重环境中,是找不到这种感受的,即使勉强睡着,偶尔也会因为下坠感被惊醒,宇航员必须克服这种心理和生理上的差异,习惯悬在半空中睡觉。

当然,目前的科技还是给宇航员提供了良好的休息环境,国际空间站上就有专门安置床铺的休息区。不过这个床可不是想象中的1.8米席梦思大床,而是一个特制的狭小睡袋,被垂直安置在天花板和地板之间,虽然竖着睡觉,但是太空里可没有上下左右之分,多少有点躺平的感觉就行。

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睡觉时,宇航员的双手必须把手臂放在胸前,以免熟睡时碰到仪器设备的开关。同时也是因为失重环境下,睡眠中的人会有四肢脱离躯干的感觉。一名前苏联的宇航员睡觉时把手臂放在睡袋外面,朦胧中把自己的手臂当成向自己飘来的太空怪物,吓出一身冷汗。

也有不喜欢钻睡袋睡觉的宇航员,他们会用绳子把自己“绑在”舱壁上睡觉。如果不固定身体的话,呼吸气体产生的推力会让人在太空舱内飘来飘去,有可能碰到其他人。

因为宇航员需要保持好精力完成太空任务,所以睡觉是头等大事。

但是宇航员实在睡不着怎么办呢?

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NASA为此专门成立了一个机构来指导航天员睡觉,通过睡眠认知疗法来帮助航天员解决睡眠问题。国际空间站的航天员可以选择服用褪黑激素,这是一种调节睡眠的补充剂,是非常流行的非处方睡眠助剂。

如果以上两种办法都不管用,作为最后的手段,国际空间站的宇航员还可以使用安眠药。

看到这里是不是觉得在太空睡觉,是不是没有想象中的那么美好?

其实不光是睡觉,在太空里吃喝拉撒都挺困难的。

前面讲到由于失重,水是无法自然流动的,就算把杯子倒过来,水也无法流进宇航员的嘴里,宇航员喝的水装在一个特制的袋子里,袋子有一个注水孔,每次喝水需要用吸管插入注水管吸饮,一般没有经过训练的人,有可能都喝不到水。

别以为只是喝水是个技术活儿,太空上排便同样是个技术活儿,就比如这个太空马桶就不简单。NASA花了6年时间,耗资2300万美元研制了一个名叫“通用废物管理系统”的新型太空马桶。

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不用惊讶价格,这马桶的确可以在北上广深买上10套100平的大房子。

造价这么高功能肯定强大,那么它有多厉害呢?

由于失重的原因,宇航员是没办法正常排泄的,如果不借助外力,排泄物会在万有引力的作用下,附着于人体,那简直不敢想象。太空马桶多采用3D打印的钛合金风扇分离器,可以产生强大的吸力,将排泄物吸入马桶,而且还会自动喷出气流,防止排泄物的气味扩散到太空舱。

另外,太空马桶还要承担处理尿液和粪便的功能。

尿液含有96%的水分,大便也有70%的水分,不要小看也不要觉得重口味,这些水资源在外太空显得弥足珍贵。因为从地球运输饮用水到太空的成本太高,一升水的运输成本达到了3万美元。

最主要的是,宇航员的尿液是不能随意排放的,因为和平号空间站的宇航员直接把尿液排向太空,等到快退役的时候,发现空间站的太阳能电池板被尿液包围,发电效率降低了40%。而且尿液还会结冰,加大飞行器发生碰撞的概率。

所以宇航员的尿液只能参与到循环使用的系统当中,既经济环保又安全。

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太空马桶中加载了尿素生物反应器电化学系统,通过化学反应将氨分解为水和能量,尿液和大便中的水分,可以转变为可直接饮用的纯净水。如果宇航员在太空中生活一年的话,要喝掉700多升经过处理的尿液,仅仅这一点估计可以劝退99%想做宇航员的人吧,所以每一个宇航员都是值得敬佩的英雄。

如果做个对比的话,宇航员的太空生活里,只有吃是最省心省事的。

注意这只是相对而言,宇航员在失重环境中待一阵子,都会出现一种叫查理·布朗效应的生理反应,具体感受就像是得了重感冒,脸红脖子粗,味觉会变得迟钝,消化能力也会受到影响。

苏联人季托夫是史上第二个进入太空的人类,也是史上第一个在外太空“吃饭”的人,或许不能称之为饭,因为那是一种状如牙膏的流食,没有什么口感可言,只能是维持宇航员所需的能量。

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美国后来者居上,NASA从泡面中得到灵感,从此航天食品进入“方便面”时代,而到了阿波罗登月时,又开发出罐头航天食物,航天员总算是吃得上比较正常的食物了。

直到空间站建立,航天飞机时代到来,宇航员才算是过上了“人间烟火”的日子。不仅空间站里准备了各种各样的丰富食物,还配备了标准的太空厨房,既可以制冷还可以加热。每天除了正餐以外,还有各种零食供应,航天饮食正式进入太空零食时代。

NASA为宇航员提供了180多种食品,俄罗斯准备了150多种食品。

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而航天飞机每次补给货物,里面装的有相当一部分是航天美食。

只要空间站里的宇航员发一封邮件申请,地面的营养师会根据宇航员的要求定制出更新鲜的航空食物,这就等于宇航员在太空也可以“点外卖”。

不过外国宇航员跟我国宇航员相比较而言,别的不敢说,在吃的这个问题上,那还是差了点意思。八大菜系里的菜品以及各种风味调味酱,由宇航员根据自身的口味自行选择。

例如宫保鸡丁、鱼香肉丝、红烧肉等等,这就是我国首次载人航天飞船对接天宫一号时期,3名宇航员的伙食清单,一共有100多种。再配上老干妈、四川麻辣酱等重口味调味品,能极大缓解宇航员味觉迟钝的效应。

千万不要觉得宇航员的饮食太奢侈了,他们为人类探索太空,付出太多牺牲甚至是生命的代价,进入太空后首先要面临失重效应,前庭系统和脑部相关神经或出现紊乱,表现之一就是无法抑制的恶心。

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由于长时间缺乏重力和运动,宇航员的肌肉和骨骼还会不断失去,骨骼质量会在几周之内直线下降。神舟十一的景海鹏和陈东在太空待了33天,身体极有可能失去了大约10%的受力骨质和20%的肌肉。

所以当景海鹏从太空返回地面时,是被人抬出来的,因为身体无法承受重力,没有行动能力,需要很长时间才可以恢复。

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还有很多宇航员离成功只差一步却不幸牺牲,在加加林进入太空之前,邦达连科在试验时被活活烧死。

阿姆斯特朗登月之前,阿波罗一号的三名宇航员也在试验时被烧死。

尽管航天技术已经发展了60多年,宇航员依旧是超高风险的职业,一共有558名宇航员进入太空,至少有30名在训练和任务期间牺牲。

看到他们光鲜亮丽的同时,也别忘了为他们喝彩和鼓掌。

不管是成功的,还是默默牺牲的,他们都是伟大的英雄!

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页面更新:2024-04-01

标签:阿波罗   太空   排泄物   航天员   尿液   宇航员   空间站   重力   引力   马桶   物体   水分   航天   睡眠   艰难

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