為什么在太空中人的身體會(huì)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(huì)長高的原因的內(nèi)容介紹，歡迎閱讀!
太空中人的身體會(huì)長高的原因
生活在太空里的宇航員，會(huì)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(huì)擴(kuò)展，所有的關(guān)節(jié)也會(huì)松弛、間隙增大。幾十個(gè)關(guān)節(jié)的微小擴(kuò)張疊加起來，就會(huì)使身體明顯地增高了。不過，這個(gè)現(xiàn)象一經(jīng)回到地面，幾小時(shí)后就會(huì)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(duì)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(jìn)食方式等都有一定的特殊性，與他們?cè)诘孛嫔畹娘嬍秤兄艽蟮牟煌?。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(shí)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(shí)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(dòng)、加速度等的考驗(yàn)而不失效外，還必須針對(duì)宇航員在失重條件下生理改變的指數(shù)對(duì)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(dòng)中如何進(jìn)食，對(duì)他們來說是一個(gè)不小的考驗(yàn)。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(huì)自動(dòng)飄浮或?yàn)⒙涑鰜?，如果放在桌子上，杯子?huì)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(gè)小口，把叉子和筷子伸進(jìn)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(shí)不必再切開。如果宇航員要喝水，吃湯、羹、汁、果醬時(shí)，直接從塑料口袋或牙膏狀的軟鋁管里，一點(diǎn)一點(diǎn)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?，F(xiàn)在，宇航員們?cè)谔张摾镆呀?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(jìn)去的小格。為了防止加熱時(shí)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(huì)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(jià)值千萬美元
人們對(duì)于服裝的認(rèn)識(shí)往往只局限于其蔽體、保暖、美觀、大方等特點(diǎn)，可是當(dāng)人類進(jìn)入太空就會(huì)發(fā)現(xiàn)，航天服的作用早已超出了傳統(tǒng)范疇。因?yàn)椋战咏婵盏膲毫Νh(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(gè)良好的防護(hù)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(shí)，宇航員及時(shí)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(huì)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(shí)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(jìn)入開放的宇宙空間進(jìn)行活動(dòng)的保障和支持系統(tǒng)。它不僅需要具備獨(dú)立的生命保障和工作能力，包括極端熱環(huán)境的防護(hù)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(cè)控與通信系統(tǒng)、電源系統(tǒng)以及宇航員視覺防護(hù)與保障，而且還需具有良好活動(dòng)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(hù)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(gè)獨(dú)立的生命保障系統(tǒng)。一套艙外航天服系統(tǒng)通常比一個(gè)健碩的人還要重許多。它的價(jià)格自然也不菲，目前研制生產(chǎn)一件艙外航天服要花費(fèi)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(gè)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(gè)微型噴嘴，噴射出背包里的壓縮氮?dú)?，從而形成各個(gè)方向大小不同的反推力，實(shí)現(xiàn)不同方向的移動(dòng)。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(dòng)了。
住——密艙生活考驗(yàn)技巧
宇宙環(huán)境是極為惡劣的，對(duì)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(hù)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(gè)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(gè)狹小的環(huán)境，必須對(duì)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(dòng)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(gè)大翻身，彎腰時(shí)又可能翻筋斗，所以一切動(dòng)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(shí)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(shí)必須把雙手束在胸前。宇宙空間中的睡覺姿勢(shì)很特殊，失重時(shí)，身體完全放松會(huì)自然形成一種弓狀姿勢(shì)。在空間軌道站上，宇航員已可享受分隔式臥室和床，但他們?cè)谒X時(shí)必須把自己捆在床上，以免翻身時(shí)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(gè)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(shí)刷牙，牙膏泡沫很容易飄浮起來，水珠在艙內(nèi)飛飄，會(huì)影響人的健康和儀器正常運(yùn)轉(zhuǎn)。為防止這個(gè)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(dá)到清潔牙齒的目的。宇航員洗澡時(shí)，需要將耳朵塞上，帶上護(hù)目鏡，就像潛水員一樣。當(dāng)人進(jìn)入浴室，還要穿上固定的拖鞋，這樣就不會(huì)飄浮起來了。美國“奮進(jìn)”號(hào)航天飛機(jī)上裝備有一種太空馬桶，造價(jià)高達(dá)2340萬美元。這種馬桶可貯存處理更多糞便，有獨(dú)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(hào)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?cè)诘孛嫔系男凶卟荒芟嗵岵⒄?，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(hù)，溫度變化也很大，太陽照射時(shí)溫度可高于100℃，無陽光時(shí)溫度可低于-200℃，同時(shí)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(shí)，必須身穿特制航天服。同時(shí)，由于宇宙飛船、空間站、航天飛機(jī)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?dú)?，而航天服?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(huì)較差，溶解在脂肪組織中的氮?dú)庥坞x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(yán)重疾病。所以宇航員出艙前需要吸取純氧將體內(nèi)氮?dú)馀懦?，以免隱患。
在太空行走的宇航員圍繞地球高速運(yùn)行時(shí)，在廣袤的空間中沒有參照物，無法分清物體的遠(yuǎn)近大小、速度快慢，如無保險(xiǎn)措施，就可能會(huì)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(yùn)動(dòng)，宇航員有時(shí)會(huì)被搞得暈頭轉(zhuǎn)向，亦有可能出現(xiàn)危險(xiǎn)，所以太空行走需要采取保險(xiǎn)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(hào)航天飛機(jī)在進(jìn)行第11次飛行時(shí)，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(hào)人造衛(wèi)星，并對(duì)其進(jìn)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(jī)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(dòng)開創(chuàng)了新的天地。但為了保險(xiǎn)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(jī)，可以用牽引纜索把他拉回來。
太空生活看似有趣，實(shí)際上是對(duì)宇航員生存技巧的一大考驗(yàn)?？磥硪鰝€(gè)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(shí)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(chǎng)，磁場(chǎng)俘獲上述高能帶電粒子，形成輻射很強(qiáng)的輻射帶，如在地球的上空，就有內(nèi)外兩個(gè)輻射帶。由此可見，太空還是一個(gè)強(qiáng)輻射環(huán)境。
太空還是一個(gè)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(jì)50年代開始進(jìn)軍宇宙以來，人類已經(jīng)發(fā)射了4千多次航天運(yùn)載火箭。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，太空中現(xiàn)有直徑大于10厘米的碎片9千多個(gè)，大于1.2厘米的有數(shù)十萬個(gè)，而漆片和固體推進(jìn)劑塵粒等微小顆?？赡軘?shù)以百萬計(jì)。
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(yùn)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(shí)速迎面相撞--衛(wèi)星會(huì)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(duì)太空垃圾的飛行軌道無法控制，只能粗略地預(yù)測(cè)。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(shí)候剎車，什么時(shí)候變線。它們是宇宙交通事故最大的潛在"肇事者"，對(duì)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(gè)新的碎片又是一個(gè)新的碰撞危險(xiǎn)源。如果有一天，等地球周圍被這些太空垃圾擠滿的時(shí)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(jìn)行航天活動(dòng)時(shí)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(xiǎn)的垃圾帶。太空垃圾可分為三類:一是用現(xiàn)代雷達(dá)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(hù)罩及各種部件等，這類垃圾當(dāng)前已達(dá)8000多個(gè);二是體積小的物體，如發(fā)動(dòng)機(jī)等在空間爆炸時(shí)產(chǎn)生的，其數(shù)量估計(jì)至少有幾百萬;三是核動(dòng)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(dá)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(shí)代的序幕，同時(shí)也為太空送去了第一批垃圾。當(dāng)時(shí)，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(yùn)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(jì)，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(cè):太空垃圾以此速度增加，將會(huì)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(jìn)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(yán)重威脅。要知道，太空垃圾是以宇宙速度運(yùn)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(xì)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(jià)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(jī)"挑戰(zhàn)者"號(hào)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(hào)火箭進(jìn)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(hào)航天飛機(jī)差一點(diǎn)與前蘇聯(lián)的火箭殘骸相撞，當(dāng)時(shí)"發(fā)現(xiàn)者"號(hào)與這個(gè)"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(shí)發(fā)來警告信號(hào)，它才免于喪生。據(jù)計(jì)算，當(dāng)前太空軌道上每個(gè)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(jì)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(dá)到2年一次。
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