1965年3月18日,蘇聯(lián)宇航員阿列克謝·阿爾希波維奇·列昂諾夫成為太空出艙行走第一人。2008年9月27日,航天員翟志剛實施了中國首次出艙活動,成為第一位進行太空漫步的中國人。到現(xiàn)在為止,已經(jīng)有很多宇航員在太空進行過出艙行走。
小到出艙舉紅旗,大到在艙外進行各種維修活動,出艙行走都是太空活動中必須要實現(xiàn)的一個環(huán)節(jié)。出艙行走考驗的不僅僅是技術,還要考驗宇航員的心理素質以及隨機應變能力。
如果宇航員太空出艙時沒有抓緊,脫離了宇宙飛船會怎樣?
其實,航天史上從未出現(xiàn)過這樣的情況,也幾乎不可能出現(xiàn)。因為工程師們早已未雨綢繆,在進行人類第1次太空行走前,就設計了安全繩,將宇航員和航天器拴在一起。在空間站這樣復雜的航天器外表上,就設計了很多供宇航員抓握和系安全繩的欄桿,方便進行復雜的艙外活動。
在很多人的想象里,宇航員要是綁著一條安全繩,就可以在艙外自由活動,事實上并不是這樣的。宇航員只有抓著飛船外的欄桿,才能順利移動,否則只能飄浮在太空中。因為沒有外力和著力點,宇航員的運動狀態(tài)是改變不了的。
這些安全繩都采用了高強度的材料,具有極強的抗拉性,即使在嚴酷的太空環(huán)境中,也幾乎不會出現(xiàn)斷裂的情況。由于安全繩長度的限制,就算沒有抓緊,宇航員也不會離飛船太遠,可以抓著安全繩慢慢地接近飛船。
圖|安全繩不會像圖中那么長。太長了,容易發(fā)生纏繞。
總之,只要宇航員沒有忘記扣緊安全繩的掛扣,就不會出現(xiàn)永久脫離飛船的情況。
在人類進行第1次太空行走時,就出現(xiàn)過危險,當時列昂諾夫就差點沒回到飛船內(nèi)。由于氣壓的原因,導致他的宇航出艙后不久就鼓起來了,差點變成了一個氣球。他在幾番掙扎之后,最終只好打開泄壓閥減壓放氣,才順利回到飛船內(nèi)。整個出艙活動,列昂諾夫在太空行走了12分9秒,但為擠進艙門卻又花了12分鐘。
除了安全繩,現(xiàn)在航天員穿的艙外航天服還設計有小型噴氣動力裝置——噴氣背包。這個裝置的關鍵設備位于航天員背部,內(nèi)置高壓氣體,以及若干個微型噴嘴,可以在需要的時候通過控制按鈕,利用高壓氣體噴出時產(chǎn)生的反作用力實現(xiàn)前進、后退等移動與姿態(tài)變換。太空是失重環(huán)境,也沒有空氣的摩擦阻力。雖然這個動力很弱,但只要施加一個微小的作用力,就能讓宇航員朝某一方向以恒定的速度運動。搭載有動力裝置的航天服就像一艘微型載人飛船。
噴氣背包的出現(xiàn),讓宇航員可以拋棄安全繩的限制,從此可以更加自由地在艙外活動,并且活動范圍也大大地擴展了。
在高速行進的列車上,人與車保持相對靜止,而人與地面則處于高速的相對運動狀態(tài),若此時跳下車,人則會因為失去動力,在與空氣的摩擦過程中很快停止運動。
太空環(huán)境與地面不同,沒有空氣阻力。宇航員出艙后若不與飛船接觸,也沒有著力點,宇航員就算有千斤力氣也使不出來。要是沒有噴氣背包或安全繩,宇航員的運動狀態(tài)根本改變不了,除非飛船主動接近宇航員,否則宇航員就只能飄浮在太空中,永遠也回不來了。
在環(huán)繞地球的運動軌道上,如果宇航員從飛船上向地面縱身一躍,并不會直接墜向地球,這種行為只能改變宇航員環(huán)繞地球的運動軌跡。
宇航員如果不小心脫離了飛船,就算放到現(xiàn)在來說,也是一件極其危險的事,很難實施有效的救援。
艙外航天服的維生系統(tǒng)內(nèi)的氧氣最多只能讓宇航員存活十幾個小時,要是宇航員回不到飛船內(nèi),那么等待他的就只有死亡。
太空中沒有氧氣,環(huán)境惡劣,航天服內(nèi)也只有少量空氣,細菌很難繁殖,所以宇航員的遺體基本上不會出現(xiàn)明顯的腐敗現(xiàn)象。反倒是當航天服的保溫作用失效后,在極端溫差作用下,宇航員的遺體會變得面目全非,最終變成一具“木乃伊”。
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(公眾號:科學探索菌)