即使有宇航服的保护,在太空行走可能会遇到什么危险?

太空行走危险吗?对航天员的健康和工作有影响吗?答案是肯定的,因为太空是一个极其恶劣的环境,有高真空、微重力、强辐射和非常剧烈的温度变化。人一旦暴露在太空中,就会面临失压、缺氧、高低温和辐射损伤四大危险。因此,太空对人体来说是一个致命的环境。宇航员在太空行走时,为了保护自己,不得不离开座舱环境,进入如此恶劣的环境。虽然没有舱外航天服的保护,但也充满了危险,随时都有可能发生。

可能成为“人类卫星”的宇航员在太空飞行时处于失重状态。人比羽毛还轻。宇航员在太空中四处漂浮,无法像在地面上一样行走,也无法控制自己的移动方向。在太空中,宇航员只要用手轻轻推一下舱壁,就会“飘”到很远的地方。可以想象,如果不采取一定的措施,航天员在进行舱外活动时将不知“飘”向何处,有可能永远留在太空,成为真正的“人类卫星”。

太空行走时也出现过这样的危险。比如前苏联礼炮-6空间站飞行过程中,宇航员罗曼年科与气闸舱连接的安全带出现松动,危险迫在眉睫。幸运的是,它被另一名宇航员格里奇科及时抓住,从此他们就用一根脐带绑在了一起。如果不及时抓住,后果可想而知。

为了防止航天员在太空行走时成为“人类卫星”,采取了几种方法:一种是用一根绳子将航天员和飞船紧紧地连接在一起,防止航天员在舱外活动时“漂”向外太空;另一种是将宇航员固定在空间站机械臂的顶端,将他们送到需要工作的地方,宇航员固定在机械臂上进行舱外工作。

然后机械臂会把他送回去;第三种方法是在空间站的外壁上安装很多“扶手”。宇航员在空间站外时,靠这些“扶手”慢慢移动到需要工作的地方。第四种方法是航天员控制舱外航天服后面的“太空摩托”,移动到距离载人飞船100米的地方。航天员在进行舱外活动时,往往是几种方法组合使用,以保证航天员能够顺利返回。

你可能会得“辐射”病。太空辐射会破坏人体DNA,削弱人体机能,损伤大脑,患白血病,增加癌症发病率。由于有地球磁场、大气层和飞船座舱的保护,宇航员在太空中受到的辐射剂量没有超过规定的限值。但在太空行走过程中,宇航员受到的辐射剂量会比在舱内高。如果此时再发生一次太阳粒子爆炸,就可能发生放射病。而且在21世纪,载人航天的任务转向星际飞行,地球磁场的屏蔽在前往火星的途中或在月球、火星基地长期出舱活动时消失。

此时宇航员接受的辐射总量将超过他们在地球时的水平,宇宙射线对人体的有害作用已经凸显。因此,辐射成为长期飞行或星际飞行的主要因素之一。

宇航服和生命保障系统航天员在太空行走时,宇航服和生命保障系统是维持航天员生命和执行任务的基本条件。如果宇航服和生命保障系统出现故障,将会影响宇航员的健康和工作,甚至危及他们的生命。这种情况在航天员出舱活动历史上并不少见。比如美国双子座9号宇航员让·塞纳的宇航服背部外层被割破,背部被阳光晒伤。阳光的热量也损害了宇航服的生命支持系统。

当他在舱外活动结束后返回飞船驾驶舱时,他必须在同伴工作人员的帮助下进入驾驶舱。“双子座-11”宇航员戈登的服装冷却系统和热交换器无法正常工作,导致他工作6分钟后又热又累,大汗淋漓,流进眼睛,不得不停止舱外活动。当他摸索着回到舱门时,他需要指挥官的指引。

美国航天飞机在执行STS-65时,由于舱外航天服出现故障,宇航员的舱外活动被取消。所以航天员出舱前要反复测试性能,安全了才能出舱。

航天员的生理功能在出舱活动之前,已经在失重状态下生活了一段时间。失重会造成航天员各种生理机能的下降。在这种情况下,航天员处于生理和心理高度紧张的状态,对航天员的健康有影响。通过几十年的出舱活动,得出航天员出舱活动期间生理系统的主要变化是:1)心率上升,部分航天员甚至达到160 ~ 180次/分。2)心电图异常改变,如早搏。3)呼吸明显加快。航天员平时在安静状态下呼吸6 ~ 12次/分钟,出舱活动时可达36 ~ 43次/分钟,可以说是气喘吁吁。4)代谢率明显提高,可提高10倍。5)感觉太冷或太热:航天员在地球阴影区工作时,经常感到全身发冷,尤其是下半身和手;当航天服的温控系统出现故障时,会再次感觉过热。

6)航天员工作能力下降,手和手臂容易疲劳、肌肉疼痛。由于上述原因,宇航员的工作能力在下降,他们经常感到非常疲劳。比如太空行走第一人列昂诺夫在太空行走过程中一直处于精神和身体紧张的状态,特别是返回时,他的心率达到每分钟190次,体温也急剧上升。由于返回时气闸门关不上的问题,他回到飞船座舱时大汗淋漓,靴子里积了3升汗,体重减轻了5.4公斤。美国“天空实验室-4”宇航员报告说,他们在舱外活动结束时“又累又饿”。

太空行走和减压病。你知道为什么太空行走会得减压病吗?这是因为宇航员在太空行走时必须穿着舱外航天服。为了让航天员穿上舱外航天服后能够灵活工作,而不是像气球一样充气,舱外航天服内部的压力设计得尽可能低,明显低于飞船舱内的压力。航天员出舱时,如果突然从座舱内的高压环境进入航天服的低压环境,人体组织和体液中的氮气就会过饱和,当过饱和氮气超过一定限度时,组织和体液中就会形成气泡,从而引起“减压病”,使航天员皮肤瘙痒、冷热感和蚂蚁爬行感,引起关节疼痛、胸部不适、咳嗽呼吸困难,甚至死亡。

为了预防减压病,宇航员在进入太空前要在气闸室内吸氧并排出氮气,以尽量减少体内的氮气量。因此,航天员出舱活动需要1.5 ~ 2小时的预吸氧时间,不管多长时间,哪怕只有几分钟。这一措施的结果是,迄今为止,在载人航天史上,没有一名宇航员患过减压病。但也不可掉以轻心,长时间在舱外,减压病仍有可能发生。

综上所述,太空行走确实是一件危险的事情,但也是非常必要的。