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航天飞行中的7个不可思议
文章来源:知识就是力量 作者:陈丹 发布时间:10-26

  习惯于一个G(重力加速度)重力的人类,一旦进入太空,就会遇到各种各样不可思议的事情。
  从航天飞机出来的航天员为什么会和航天飞机一起飞?
  航天飞机在太空中飞行和航空飞机在大气层的飞行,是依据于完全不同的原理。
  航空飞机在大气层内,机翼上方的气流速大于机翼下方的气流速,因此机翼上方的压力小于下方,从而产生向上的扬力,这样航空飞机就飞了起来。
  航天飞机则是依靠所获得的7.91公里/秒的速度飞行的。这正如投球时球速越快,球的落地也就越远,速度一超过7.91公里/秒,就能环绕地球运行。
  另一方面,能为航空飞机产生扬力的大气,也会对行进中的航空飞机产生阻力,因此航空飞机必须用螺旋浆和引擎持续地给出推力。而航天飞机则是在平均高度为230公里的地球轨道上飞行,那里的大气密度只有地上的100亿分之一。因此,如果给予7.91公里/秒的最终速度,由于不存在空气阻力,那么仅仅凭借惯性,就可以保持住这个速度。
  当飞行员离开航空飞机时,起始一瞬间飞行员具有飞机相同的速度,但立刻遇到空气的阻力而减速。与此相反,当宇航员离开航天飞机时,由于没有空气的阻力,因此可以依靠惯性保持航天飞机的原有速度,而不会与航天飞机拉开距离。
  穿着航天服时身体是否会发痒?
  航天员弗朗克·波曼说:“穿着航天服时感觉发痒的情况当然是有的,这时可从上往下按按,并轻轻敲敲,即可解除瘙痒。但是这种情况极为罕见,尤其是在紧张的作业中,身体发痒的情况是不存在的。”
  这是因为研制航天服时,已在如何避免招致发痒感等生理上的不适方面下了功夫。
  首先,直接接触肌肤的贴身内衣是用刺激皮肤很少的天然木棉制作的,其上着用液体冷却式通气服,其冷却用水和呼吸用的空气是由背包式生命维持系统和置于胸前的控制装置控制的。
  航天服的连续使用时间是8小时,根据计算,在这段时间排尿400毫升,因此使用可以采尿950毫升的尿布。如果想饮水,可以通过从头盔中伸出的管子,饮用内藏于航天服之中的饮料水包中的水。
  在失重状态下这些动物会显示出哪些反应?
  到目前为止,美国航天飞机搭载过的生物有2只松鼠、24只老鼠、16只蜜蜂、36只蚊子和3300个蜜蜂群。其中蚊子和蜜蜂在失重状态下也可以和在地面上一样,活跃地飞翔。
  而松鼠和老鼠却为染上SAS病(宇宙不适应症候群)而痛苦。太空飞行第3天,两岁的松鼠就不能进一切食物,下泄,而且在铁笼内抽缩成虚脱状态。在老鼠中,动作缓慢的有7只,看来也得了SAS病。
  在航天飞机以前的实验中,蜘蛛也可以正常结网,显然昆虫可以很好地适应失重状态。
  太空中上下以什么为标准?
  在地球上向着地球中心的引力发生作用,人类可以根据这点来认识上下,进而凭借视觉,可以判断更大范围内的上下关系。
  但是一旦成为失重状态,就不能认识基于重量感的上下关系了。因此,不得不仅仅凭借视觉情报来判断上下。
  航天飞机由于实验、观测、作业等不同目的,要采取各种不同的飞行姿态,但是不论采取什么姿态,总是决定以地板方向为“下”。因此,在拍摄和观测地球时,地面上的“上”方向就成为航天飞机上的“下”方向。即使如此,几乎所有的航天员都证言“没有什么失调之感”。
  在失重状态下物体没有重量,为何一碰撞就会损坏?
  在地面上如果把苹果放在台秤上,那么秤的指针就会指示出苹果的重量。但是,如果使载着苹果的台秤自由下落,那么指针就指示为零。
  这就是说,物体在引力作用下,作自由落体运动时,从外表上看是没有重量的,这就叫失重状态。我们知道,在地球轨道上运行的物体,也可以说是“在持续地作自由落体运动”,因此这些物体都是没有重量的。
  如果在地球轨道上推地面重量比自己的重的物体,由于与推力相等的反作用力的作用,推着反而会退后。
  在航天飞机第10次飞行中,航天员很轻松地就把重630公斤的人造卫星推出航天飞机,这是航天员背负的姿态控制装置喷出反作用喷气所起的作用。此后人造卫星就依靠惯性飞行。所以,航天员的动作看起来很轻松。
  由此可知,失重状态不过是表面看起来没有重量,其实本来的重量(即质量)并没有失去。在失重状态下,物体与物体相碰撞,其能量是与质量和速度的乘积成正比的,所以质量大的物体容易受到损伤。这与地面上的碰撞情况并没有什么改变
  在失重状态下航天员不应遇到阻力,但为何动作迟缓?
  人们感到:进入失重状态下的人,动作迟缓,其理由可以举出一些,其中最大的理由是人的肌肉是长期适应地面1G重力下的运动而形成的。
  在地面上,人的手、腕和足的运动是分别以其重量为前提的,所以如果感觉不到重量,那么就会发生移动。尤其是手和腕的动作,与其说是根据头脑的考虑,不如说仅仅根据原来的重量就可以断定向上方移动。航天员睡眠中的“手臂向上”现象,就是由于这个原因。
  另一个是航天员的肌肉“不活动性萎缩”问题。在失重状态下,肌肉总是处于休息,不能活跃地动作。
  但是如果习惯于失重状态,动作也会一点一点地变得敏捷起来。如果把脚固定在地板、天花板和墙壁上,那么就可以比飘浮状态动作更快,作业效率大大提高。
  SAS病与晕车、晕机有哪些不同?
  在NASA(美国航空与航天局)把防止SAS病的发生列为最优先的课题。这是因为根据到目前为止的统计,航天飞行日数的30%都由于SAS病而不能工作。
  SAS病与晕机、晕车完全不同,晕机、晕车是由于反复前进和停止的摇动而形成的摇动病,SAS的病因与此不同。
  一般人类是用脑子处理眼睛、耳朵和肌肉(感觉重量)三方面来的信息,知觉上下。但是,在失重状态下,上下的标准失去了原有的依据,而眼睛、耳朵和肌肉可以随意判断上下,把信息送往脑子,这样脑子无法处理这些信息,从而产生SAS病。
  摇动病按照头晕→恶心→呕吐的症状发展。但是,SAS病没有自觉的症状,经常冷不防呕吐。即使不得摇动病的人,也会得SAS病,例如美国著名飞行员罗伯特·奥伯马伊雅,在航天飞行时就也得过SAS病。
  即使得了SAS病,经过3天,脑子就习惯于根据来自视觉的信息判断上下,从而使症状平息下来。关于这一点,还有一个非常有趣的报告。长期逗留在太空的人,在返回地面后,如果马上进入完全黑暗的屋子,就会站不起来,这是因为他还只能凭借视觉判断上下。
  遗憾的是对SAS病迄今还没有有效的治疗办法。

 
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