為什么在太空中人的身體會長高
太空中的環(huán)境也地面環(huán)境不一樣，很多人都好奇宇航員在太空中的身體長高了的原因。下面小編為大家分享的是太空中人的身體會長高的原因的內(nèi)容介紹，歡迎閱讀!
太空中人的身體會長高的原因
生活在太空里的宇航員，會發(fā)現(xiàn)自己在太空里長高了，而且非常明顯，最多的可以長高5.5厘米。這是由于太空中的失重在作怪。由于沒有了重力，一切都沒有上下之分，人體脊骨的椎盤會擴展，所有的關(guān)節(jié)也會松弛、間隙增大。幾十個關(guān)節(jié)的微小擴張疊加起來，就會使身體明顯地增高了。不過，這個現(xiàn)象一經(jīng)回到地面，幾小時后就會消失。
太空里的衣食住行
吃——最容易的事變得復(fù)雜奇妙
吃飯、喝水對于生活在地球上的人來說，是一件再平常不過的事了，但在失重環(huán)境下的太空生活，宇航員的飲食就變得十分復(fù)雜而且特別奇妙?？梢哉f，宇航員的營養(yǎng)需求、食品制備、供給和他們的進食方式等都有一定的特殊性，與他們在地面生活的飲食有著很大的不同。航天食品從本質(zhì)上講與地面普通食品是一樣的，都是為人體提供能量和營養(yǎng)。但為了節(jié)省飛船的空間和發(fā)射時的有效載荷，宇航員攜帶的航天食品應(yīng)盡可能重量輕、體積小。如營養(yǎng)好的干化餅干和干化香腸，吃時用水泡一下，即可恢復(fù)到與新鮮食品相近的味道。航天食品除了要能經(jīng)受住航天特殊環(huán)境因素的影響，如沖擊、振動、加速度等的考驗而不失效外，還必須針對宇航員在失重條件下生理改變的指數(shù)對膳食的營養(yǎng)素作適當(dāng)調(diào)整，如肌肉萎縮就要求食品必須提供充足的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì);骨質(zhì)丟失則要求食品提供充足的鈣以及適宜的鈣磷比例和維生素等。
宇航員在航天飛行活動中如何進食，對他們來說是一個不小的考驗。在失重條件下，一杯盛滿水的杯子朝下朝上放都一樣，杯子里的水不會自動飄浮或灑落出來，如果放在桌子上，杯子會連同水一起飛起來。所以說，宇航員在地面上原有的吃飯、喝水習(xí)慣到了太空就完全不能適用了。一般來講，各種食物、零件、用具等都是固定好了的。宇航員從食品柜里拿出食品后，要把裝食品的復(fù)合塑料膜袋剪開一個小口，把叉子和筷子伸進口袋里叉著往嘴里送。為了防止食品碎屑到處飄飛，影響宇航員或設(shè)備的正常工作，這種食品往往都用小包裝，制成與口大小相近的方塊、長方塊或小球狀的“一口吃”食品，吃時不必再切開。如果宇航員要喝水，吃湯、羹、汁、果醬時，直接從塑料口袋或牙膏狀的軟鋁管里，一點一點往嘴里擠就可以了。
隨著火箭技術(shù)的發(fā)展，宇航員從地面帶去的食品可以豐富些了。如濕食品或半濕食品的帶汁火雞、牛肉等，它們的水分含量和地面吃的正常食品相同。現(xiàn)在，宇航員們在太空艙里已經(jīng)可以使用微波加熱器來烘烤食物了。這種微波加熱器與地面上使用的加熱器有所不同。它上面有一些特制的凹進去的小格。為了防止加熱時食物飄浮起來，需要加熱的食物都必須固定在這些小格內(nèi)，插上電源后，一會兒就可以將食物加熱到可口的程度。有了它，宇航員們就可以品嘗到熱烘烘、香噴噴的紅燒牛肉、炒蛋、豬排等食物了，其口感與在地面沒有多大區(qū)別。
穿—一件衣服價值千萬美元
人們對于服裝的認識往往只局限于其蔽體、保暖、美觀、大方等特點，可是當(dāng)人類進入太空就會發(fā)現(xiàn)，航天服的作用早已超出了傳統(tǒng)范疇。因為，太空接近真空的壓力環(huán)境、極端的溫度環(huán)境，缺乏生命所需的氧氣，空間隕塵、空間碎片和空間輻射的威脅等，都需要航天服為宇航員在太空的生活和工作，提供一個良好的防護和保障系統(tǒng)。
航天服按功能可分為艙內(nèi)航天服和艙外航天服。艙內(nèi)航天服用于飛船座艙發(fā)生泄漏、壓力突然降低時，宇航員及時穿上它，接通艙內(nèi)與之配套的供氧、供氣系統(tǒng)，服裝內(nèi)就會立即充壓供氣，并能提供一定的溫度保障和通信功能，保證宇航員在飛船發(fā)生故障時能夠安全返回。而艙外航天服則更為復(fù)雜。它是宇航員出艙進入開放的宇宙空間進行活動的保障和支持系統(tǒng)。它不僅需要具備獨立的生命保障和工作能力，包括極端熱環(huán)境的防護和人體平衡控制、氧氣供應(yīng)和壓力控制、服內(nèi)微環(huán)境的通風(fēng)凈化、測控與通信系統(tǒng)、電源系統(tǒng)以及宇航員視覺防護與保障，而且還需具有良好活動性能的關(guān)節(jié)系統(tǒng)以及在主要系統(tǒng)故障情況下的應(yīng)急供氧系統(tǒng)。艙外航天服結(jié)構(gòu)上由微流量防護層(外罩)、真空隔熱屏蔽層、氣密限制層、通風(fēng)結(jié)構(gòu)和液冷服等組成，猶如一個獨立的生命保障系統(tǒng)。一套艙外航天服系統(tǒng)通常比一個健碩的人還要重許多。它的價格自然也不菲，目前研制生產(chǎn)一件艙外航天服要花費上千萬美元。
談到航天服，不能不講一下“太空噴氣背包”。這種背包高約1.25米，寬約830毫米，總重150公斤，內(nèi)裝12公斤液氮，共有24個噴嘴。它像一把沒有坐位的椅子，安在宇航員的背上。宇航員可以通過扶手上的開關(guān)控制24個微型噴嘴，噴射出背包里的壓縮氮氣，從而形成各個方向大小不同的反推力，實現(xiàn)不同方向的移動。有了這種噴氣背包，宇航員就能在茫茫太空中隨心所欲地翻筋斗、旋轉(zhuǎn)，向上、向下、向前、向后地自由移動了。
住——密艙生活考驗技巧
宇宙環(huán)境是極為惡劣的，對人體有害的主要因素是高真空、高缺氧、宇宙輻射、溫度差異等。在這樣的環(huán)境中宇航員是無法生存和工作的。于是，科學(xué)家研制出了一種與外界隔絕的密閉環(huán)境座艙用來保護宇航員。供宇航員居住、生活和工作的密閉艙是宇宙飛船上的一個主要部分，是保證宇航員身體健康的環(huán)境控制與生命保障系統(tǒng)。生命保障系統(tǒng)最為重要的是供水系統(tǒng)。它的主要任務(wù)是供給宇航員生活用水和飲食用水。密閉艙是一個狹小的環(huán)境，必須對不斷產(chǎn)生的污染物加以凈化，以維持艙內(nèi)空氣新鮮，保證宇航員的身體健康。
由于失重飄浮，宇航員行動起來不像在地面上那樣自如，坐立不穩(wěn)搖搖晃晃，稍一抬頭仰身就有可能來個大翻身，彎腰時又可能翻筋斗，所以一切動作都得小心翼翼。航天飛行中，睡袋一般固定在飛船內(nèi)的艙壁上。在失重時分不清上和下，站著躺著睡都一樣，所以宇航員既可以靠著天花板睡，又可以筆直地站著靠墻壁睡，只要他高興。為了防止無意中觸及開關(guān)，他們睡覺時必須把雙手束在胸前。宇宙空間中的睡覺姿勢很特殊，失重時，身體完全放松會自然形成一種弓狀姿勢。在空間軌道站上，宇航員已可享受分隔式臥室和床，但他們在睡覺時必須把自己捆在床上，以免翻身時因失重而飄離。
另外，在宇宙中航行的宇航員和地球上的人一樣，也需要有個人清潔衛(wèi)生的處理，如刷牙、洗臉、洗澡、大小便等等，但這一切都需要有特殊的設(shè)施和技巧。比如在失重時刷牙，牙膏泡沫很容易飄浮起來，水珠在艙內(nèi)飛飄，會影響人的健康和儀器正常運轉(zhuǎn)。為防止這個問題，美國采用一種特制的橡皮糖，讓宇航員充分咀嚼以代替刷牙，達到清潔牙齒的目的。宇航員洗澡時，需要將耳朵塞上，帶上護目鏡，就像潛水員一樣。當(dāng)人進入浴室，還要穿上固定的拖鞋，這樣就不會飄浮起來了。美國“奮進”號航天飛機上裝備有一種太空馬桶，造價高達2340萬美元。這種馬桶可貯存處理更多糞便，有獨立的尿液分離器，可將尿和糞便分開處理。馬桶上的氣流導(dǎo)引裝置，解決了失重條件下人體排泄的困難。
行——防止成為茫茫太空的人體衛(wèi)星
1965年3月18日，蘇聯(lián)宇航員列昂諾夫離開“上升”2號飛船密閉艙，系著安全帶第一次到茫茫太空中行走，開創(chuàng)了人類太空行走的先例。然而太空行走與人們在地面上的行走不能相提并論，其困難程度是常人難以想像的，需要諸多的特殊技術(shù)保障措施。
由于太空處于真空狀態(tài)，沒有大氣層的保護，溫度變化也很大，太陽照射時溫度可高于100℃，無陽光時溫度可低于-200℃，同時還存在著能傷害人體的各種輻射和微流星體，因此在太空行走時，必須身穿特制航天服。同時，由于宇宙飛船、空間站、航天飛機這些載人航天器密閉艙內(nèi)的人造氣壓、空氣組成基本與地面相同，故人體內(nèi)吸有一定量的氮氣，而航天服內(nèi)的氣壓較低，僅為大氣壓的27.5%，宇航員如果猛然出艙，遇到低的氣壓后血液供應(yīng)會較差，溶解在脂肪組織中的氮氣游離出來卻不能通過血液帶到肺部排出而形成氣泡，因此可能造成氣栓堵塞血管，引發(fā)嚴重疾病。所以宇航員出艙前需要吸取純氧將體內(nèi)氮氣排出，以免隱患。
在太空行走的宇航員圍繞地球高速運行時，在廣袤的空間中沒有參照物，無法分清物體的遠近大小、速度快慢，如無保險措施，就可能會丟失在茫茫太空中而成為人體衛(wèi)星。再加上載人航天器和自己都在運動，宇航員有時會被搞得暈頭轉(zhuǎn)向，亦有可能出現(xiàn)危險，所以太空行走需要采取保險措施———身系安全帶。安全帶猶如嬰兒的臍帶將宇航員與航天器連接起來，以防宇航員在太空中走失。1984年2月7日，美國的“挑戰(zhàn)者”號航天飛機在進行第11次飛行時，宇航員布魯斯·麥坎德里斯穿著一種帶助推裝置的航天服，首次在不系安全帶的情況下在太空中自由行走了95分鐘，捕獲了已經(jīng)停止工作的“太陽峰年”號人造衛(wèi)星，并對其進行修理，排除故障后又將其重新送回軌道。布魯斯完成了航天飛機首次捕獲衛(wèi)星的任務(wù)。這次太空行走也為人類在太空中的活動開創(chuàng)了新的天地。但為了保險起見，現(xiàn)在宇航員仍被要求系安全帶。萬一宇航員不能自己走回航天飛機，可以用牽引纜索把他拉回來。
太空生活看似有趣，實際上是對宇航員生存技巧的一大考驗?？磥硪鰝€太空人，享受一下與地球人不一樣的生活，還真不是件容易事。
太空中的環(huán)境
自宇宙大爆炸以后，隨著宇宙的膨脹，溫度不斷降低，當(dāng)前，太空已成為高寒的環(huán)境，平均溫度為零下270.3℃。
在太空中，各種天體也向外輻射電磁波，許多天體還向外輻射高能粒子，形成宇宙射線。如太陽有太陽電磁輻射，太陽宇宙線輻射和太陽風(fēng)，太陽宇宙線輻射是太陽在發(fā)生耀斑爆發(fā)時向外發(fā)射的高能粒子，而太陽風(fēng)則是由日冕吹出的高能等離子體流。
許多天體都有磁場，磁場俘獲上述高能帶電粒子，形成輻射很強的輻射帶，如在地球的上空，就有內(nèi)外兩個輻射帶。由此可見，太空還是一個強輻射環(huán)境。
太空還是一個高真空，微重力環(huán)境。重力僅為百分之一到十萬分之一g (g-重力加速度) ，而人在地面上感受到的重力是1g。
太空垃圾危害
自上世紀50年代開始進軍宇宙以來，人類已經(jīng)發(fā)射了4千多次航天運載火箭。據(jù)不完全統(tǒng)計，太空中現(xiàn)有直徑大于10厘米的碎片9千多個，大于1.2厘米的有數(shù)十萬個，而漆片和固體推進劑塵粒等微小顆?？赡軘?shù)以百萬計。
不要小看這些太空垃圾，由于飛行速度極快(6-7公里/秒)，它們都蘊藏著巨大的殺傷力，一塊10克重的太空垃圾撞上衛(wèi)星，相當(dāng)于兩輛小汽車以100公里的時速迎面相撞--衛(wèi)星會在瞬間被打穿或擊毀!試想，如果撞上的是載人宇宙飛船……而且人類對太空垃圾的飛行軌道無法控制，只能粗略地預(yù)測。這些垃圾就像高速公路上那些無人駕駛，隨意亂開的汽車一樣，你不知道它什么時候剎車，什么時候變線。它們是宇宙交通事故最大的潛在"肇事者"，對于宇航員和飛行器來說都是巨大的威脅。
當(dāng)前地球周圍的宇宙空間還算開闊，太空垃圾在太空中發(fā)生碰撞的概率很小，但一旦撞上，就是毀滅性的。更令航天專家頭疼的是"雪崩效應(yīng)"--每一次撞擊并不能讓碎片互相湮滅，而是產(chǎn)生更多碎片，而每一個新的碎片又是一個新的碰撞危險源。如果有一天，等地球周圍被這些太空垃圾擠滿的時候，人類探索宇宙的道路該何去何從呢?
太空垃圾是人類在進行航天活動時遺棄在太空的各種物體和碎片，它們?nèi)缛嗽煨l(wèi)星一般按一定的軌道環(huán)繞地球飛行，形成一條危險的垃圾帶。太空垃圾可分為三類:一是用現(xiàn)代雷達能夠監(jiān)視和跟蹤的比較大的物體，主要有種種衛(wèi)星、衛(wèi)星保護罩及各種部件等，這類垃圾當(dāng)前已達8000多個;二是體積小的物體，如發(fā)動機等在空間爆炸時產(chǎn)生的，其數(shù)量估計至少有幾百萬;三是核動力衛(wèi)星及其產(chǎn)生的放射性碎片，到2000年，這類衛(wèi)星送到地球軌道上的碎片達3噸。
1957年10月4日，前蘇聯(lián)成功地發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星，揭開了人類空間時代的序幕，同時也為太空送去了第一批垃圾。當(dāng)時，宇航員完成飛行任務(wù)，把衛(wèi)星的裝載艙、備用艙、儀器設(shè)備及其他遺棄物都留在了衛(wèi)星軌道上。此后，隨著人類太空史上的一次次壯舉，太空垃圾與日俱增。人類先后已將4000余顆衛(wèi)星送入太空，當(dāng)前仍在正常運轉(zhuǎn)的僅有400余顆，其余的或墜毀于地球表面，或遺留在太空，成為太空垃圾。據(jù)統(tǒng)計，當(dāng)前約有3000噸太空垃圾在繞地球飛奔，而其數(shù)量正以每年2%-5%的速度增加?？茖W(xué)家們預(yù)測:太空垃圾以此速度增加，將會導(dǎo)致災(zāi)難性的連鎖碰撞事件發(fā)生，如此下去，到2300年，任何東西都無法進入太空軌道了。
太空垃圾給航天事業(yè)的發(fā)展帶來了隱患，它們成為人造衛(wèi)星和軌道空間站的潛在殺手，使宇航員的安全受到嚴重威脅。要知道，太空垃圾是以宇宙速度運行的。一顆迎面而來的直徑為0.5毫米的金屬微粒，足以戳穿密封的飛行服;人們?nèi)庋蹮o法辨別的塵埃(如油漆細屑、涂料粉末)也能使宇航員殞命;一塊僅有阿司匹林藥片大的殘骸可將人造衛(wèi)星撞成"殘廢"，可將造價上億美元的航天器送上絕路。在人類太空史上，太空垃圾造成的事故和災(zāi)難屢見不鮮。1983年，美國航天飛機"挑戰(zhàn)者"號與一塊直徑0.2毫米的涂料剝離物相撞，導(dǎo)致舷窗被損，只好停止飛行。1986年，"阿麗亞娜"號火箭進入軌道之后不久便爆炸，成為564塊10 厘米大小的殘骸和2300塊小碎片，這枚火箭的殘骸使兩顆日本通信衛(wèi)星"命赴黃泉"!1991年9月15日，美國發(fā)射的"發(fā)現(xiàn)者"號航天飛機差一點與前蘇聯(lián)的火箭殘骸相撞，當(dāng)時"發(fā)現(xiàn)者"號與這個"不速之客"僅僅相距2.74千米，幸虧地球上的指揮系統(tǒng)及時發(fā)來警告信號，它才免于喪生。據(jù)計算，當(dāng)前太空軌道上每個飛行物發(fā)生災(zāi)難性碰撞事件的幾率為3.7%，發(fā)生非災(zāi)難性撞擊事件的可能性為20%。以此計算，今后將每5-10年可能發(fā)生一次太空垃圾與航天器相撞事件，到2020年將達到2年一次。
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