小学生太空知识

小学生太空知识外太空指的是地球稠密大气层之外的空间区域,并没有明确的界线分野。一般定义为大约距离地球表面1000千米之外的空间。人类对外太空的好奇和探索从未停止过，中国“神五”、“神六”的成功发射标志着中国对外太空的探索步入了世界的先进行列。外太空简称太空，又称为宇宙空间，指的是相对于地球天空中大气层之外的虚空区域，外太空通常用来和领空(领土)划分区别；虽然称为空，却也并非虚无缥缈。太空和地球大气层并没有明确的边界,因为大气随著海拔增加而逐渐变薄。假设大气层温度固定，大气压强会由海平面的1000毫巴，随著高度增加而呈指数化减少至零为止国际航空联合会定义在100公里的高度为卡门线，为现行大气层和太空的界线定义。美国认定到达海拔80公里的人为太空人，在太空船重返地球的过程中，120公里是空气阻力开始发生作用的边界。首先，得纠正大伙一个观念，所谓的太空行走，不是真的拿两条腿在太空里走，你没法走，太空哪有地啊，你根本就不能脚踏实地，你一出飞船，就处于真空状态了，整个人都漂起来了，说是太空行走，实际上那两条腿，也就是蹬次蹬次，根本不起作用，真正起作用的还得是两只手，这就跟游泳一样，想游起来，完全得靠两只手划手，宇航员也一样，太空行走，大部分时候，都是靠两只手，要么是拉根绳子，脐带，要么就是拿两手操作推进装置，至于两条腿，完全就是起到平衡作用，起不到走路的作用。航天小知识：宇航员太空怎么过日子?航天服安全第一航天服是当今最昂贵的服装，仅成本就高达上百万乃至上千万美元。实际上，它是一套防护和应急救生的复杂系统。大家知道，太空的微重力、高真空、高能粒子辐射的环境对人类生存来说是十分恶劣的。要让航天员能够抵御这种恶劣环境的危害，又能适当活动、操作设备，而且相对来说要生活得比较舒适，航天服必须具有多种功能，设计制造极其复杂。航天服一般由服装、头盔、手套和靴子等组成。它可分为弹射救生服、舱内航天服和舱外航天服；按服装内的压力分，有低压航天服与高压航天服两种；从结构上来说，可以分为软式、硬式和软硬结合式航天服。舱内航天服。航天员在飞船舱内活动时常穿舱内航天服。它一般是软式航天服，由里往外共有6层。第一层是最贴身的一层，是由纯棉布或棉麻布制成的内衣裤，质地柔软、透气。第二层是用羊毛制品或合成纤维片制成的保暖层。第三层是由微细管道连接在衣服上制成的通风散热系统。在人体与外界隔绝的情况下，它可以把人体产生的热量、水汽和各种气味排出体外。第四层是气密加压限制层，它用于充气加压，使身体有足够的压力。第五层是隔热层，它由5至7层涂铝的聚脂薄膜构成，主要防护外部热量往里辐射。最外一层是外罩层，它要求所用材料必须耐高温，而且耐磨损力强。这种压力服具有良好密封调压、通风散热、排湿等功能和足够的强度，并装有小便收集装置。如果船舱大气压力、气体成分控制失效，舱内航天服可作为应急救生衣。舱外航天服。这是用于保证航天员出舱安全的服装，它除有舱内航天服的所有各层外，还有真空隔热层、液冷服等。其中最外层除具有防高温、防磨损和保护内部各层的功能外，还具有防太阳辐射的功能，以及连接其他装置的接口。头盔。头盔由头盔壳、面窗结构和颈圈等组件构成。头盔有软式和硬式两种。其所用材料需具有强度大、抗冲击和耐高温等特点。手套和靴子。航天员的手套是通过腕圈与服装连接的。手套都是据航天员个人手型制造的，各手指关节部位均有波纹结构，跟手风琴的风箱一样，弯曲活动自如，便于航天员灵活操作设备。航天员的靴子由压力靴和舱外热防护套靴组成。踝部活动关节设计在压力靴上，并与压力服相连接。由于航天飞行中压力的改变，航天服的灵活性是仅次于安全性的重大问题，对灵活性的测试也是航天服设计加工过程中一项世界性前沿难题。为完成灵活性测试，有的国家不得不对航天服进行部分拆解、打眼。我国科研人员研制成功一种名叫“宇航员关节阻尼力距机器人测试系统”，利用测量机器人的原理，将传感器与测量系统融为一体，可以在不改变航天服任何结构的状态下，模拟人类感觉，检测服装各关节的灵活性，然后利用三维图形仿真技术，将整个模型的建立过程及测量过程直观逼真地反映出来，从而判断航天服各个关节的灵活性是否符合要求。太空饭不好吃由于太空环境特殊，所以航天员的食品与我们在地球上的食品要求不同。在微重力下的狭小空间中生活和工作，航天员的口味变得很特别，胃口不好，消化能力变弱。因此，航天食品必须有足够和合理的营养成分；每天的食谱都要变化；食品必须严格符合卫生要求，杜绝食源性疾病的发生；还要让航天员进食方便，容易储存。根据专家介绍，对于短期和中长期载人飞行，给航天员提供的主要是携带式食品；对于长期载人飞行，则提供长期生物再生食品。携带式食品按用途可分为食谱食品、储备食品和救生食品；按加工类型、使用方法和具体用途则可分为复水食品、热稳定性食品、干燥食品和辐射食品，其中除压缩干燥食品为救生食品外，其余均为食谱食品。食谱食品是预先给航天员确定每天食谱、按食谱制成的各种便于食用和贮存的食品。如复水食品，实际上是一种低温干燥食品，食品干燥后体积、质量都很小，便于携带。这种食品包装袋上都有一个单向注水阀门，食用前要先注入一定量的水。热稳定食品是经加热灭菌处理的软包装和硬包装罐头食品；冷冻冷藏食品是地面上冻好带进太空的，解冻后即可食用；辐射食品是经过放射线杀菌后的食品，这种食品不易变质。此外，还有一些特殊食品。例如当飞行器发生故障时，航天员到舱外长时间维修，这时航天员必须穿着带有应急食品的航天服。它通常是用铝管包装、放在头盔颈圈内一种叫供食器中的固体或半固体、流质食品，供航天员在舱外活动时食用。航天员在失重环境下，有两种吃饭方法：一种是像在地面上就餐，自己把食物送到嘴里；另一种是让食物飘在空中，人过去用嘴咬住它，吃饭时要闭着嘴，不能让食物残渣掉出来，否则食物残渣会飘在舱内，很难清除，如果残渣被吸入气管就麻烦了。喝水时也不能让水洒到舱内，否则它也会漂浮在舱内，危及航天员和仪器设备的安全，所以在太空中的饮用水都是密封袋装的，用软管或对着袋嘴挤着喝。宇航员太空大小便示意图有些事情在地面上是不成问题的问题，可是在太空中就成了大问题，大小便就是一个典型的例子。1961年5月5日，美国第一位航天员谢泼德坐在水星号飞船内等待发射升空，由于技术原因发射被拖延了4个多小时，这时谢泼德向地面控制中心报告要求撒尿，因为他憋尿已经憋了好长一段时间，现在实在憋不住了。按原计划，由于这次太空飞行的时间不长，因此没有必要为航天员准备大小便设备，现在谢泼德突然提出要撒尿，给地面控制中心和工程技术人员一个措手不及。经过同有关方面紧急磋商，地面控制中心最后决定，让谢泼德直接往自己穿的航天服的裤子里尿。为太空飞行的航天员解决大小便问题并不像在地面那样简单，一方面是因为太空是失重环境，人排出来的大小便不是往下流，而处于飘浮状态;另一方面是所有在太空的设备，都必须是体积小、重量轻、耗电少，这就给设计工作带来极大的困难。因此地面上所有的个人卫生设备在太空都不适用。大小便收集袋不好使用美国航宇局吸取谢泼德的教训，很快为航天员设计出一种在太空收集尿的装置——尿收集袋。这是一个小塑料袋，用带子系在航天员的腰部，主要是收集小便。航天员返回地面以后，袋子被密封和抛弃。至于大便问题，只好等待回到地面来解决。在双子星座飞船中，在发射和着陆阶段航天员还是带着尿收集袋，但是在轨道飞行期间，大小便则分开收集。小便使用尿收集装置，这种装置上有一根管子，管子的一头放在航天服内，外形与避孕套相似，要套在航天员的阴茎上，另一头通到一个尿贮箱内，尿贮箱又与太空相通，因此航天员的尿最后就撒到太空中。大便收集装置也很简单，实际上就是一个长塑料袋，它直对着航天员的屁股。阿波罗登月飞行情况虽然复杂，但航天员仍然使用双子星座航天员用的大小便收集装置，只是作了一些小改进。小便收集袋的改进是接尿管可以不跟身体直接接触，这项改进虽然不大，但是最让航天员满意。另外，在水星和双子星座飞行中这种尿收集袋是一次性使用的，而在阿波罗飞行中改为可多次使用，并要求这种袋子不仅容易带上去而且容易取下来。阿波罗航天员除了带着尿收集袋外，还要穿着大便收集裤。两者都穿在液冷通风服之外。尿收集袋是系在航天员腰部，穿在大便收集裤外边。尿收集袋有一根排尿管，无论航天员是穿着航天服或是脱掉航天服，只要把这根管子与飞船的废物处理系统相接，袋中的尿即被排空。不过如果航天员是在指令舱内，这些尿最后都被排放到太空中，但如果是在月面上，这些尿就不能排放到月面上，而应该暂时储存起来。大便收集裤顾名思义就是一条特制的短衬裤，裤内有一个装大便的塑料袋，航天员的大便就是拉在这个塑料袋里。但在失重条件下使用这种大便袋有一个严重问题，就是大便处于飘浮状态，总是在屁股附近，因此航天员不得不用手将它推开。另外，大便袋旁边还有一个小袋子装有杀菌液，航天员大便完后要用手将这个小袋子挤破，让杀菌液喷洒到整个袋子内。大便完后，航天员还要将袋子密封好，储藏在飞船内的特定地方，以便带回地面来处理。使用这种袋子拉成形的大便还算可以，但如果遇到拉不成形的大便或是拉稀，问题就麻烦了。在“阿波罗”飞行中为了更好地解决大便问题，航宇局要求航天员在发射前尽量吃一些低残渣的食物，同时服用一点通便药，也就是说在发射之前尽量将大便排净;而在飞行期间，除了继续吃低残渣的食物外，还服用一点减少肠蠕动的药或止泻药，以减少排便次数。航天飞机和空间站上的厕所与载人飞船上的个人卫生设备相比，航天飞机和国际空间站上的个人卫生设备真是“鸟枪换炮”。在航天飞机和国际空间站上，美国航宇局为航天员设立了厕所，航天员在这种太空厕所内不再使用尿收集袋和大便袋，而是使用太空马桶。在航天飞机飞行中，如果不是在发射和返回着陆阶段，航天员是不穿航天服的，因此可以像在地面上一样上厕所。在航天飞机上，太空厕所位于轨道飞行器乘员舱的中层甲板上。厕所有两道门，门上都挂有门帘，由于航天员中有男有女，这样就给航天员提供一个保护隐私的空间。太空厕所中安装的马桶与地面上使用的也不一样。由于太空是失重环境，水不会往下流，因此不能使用抽水马桶，而是使用“抽气马桶”。这种“抽气马桶”是靠气流将大小便带走，因此使用这种马桶时，屁股一定要跟马桶的边缘贴紧，使马桶内完全密封。如果密封不严，里面的气流就无法将粪便带走。在“抽气马桶”内大小便是分开收集的。马桶的前端有一个漏斗状的适配器，可以将小便收集和输送到小便桶中。“抽气马桶”不分男女，但适配器则分男女。在太空拉大便不是一件容易的事情，航天员必须经过专门的训练。因为中央孔的直径只有10厘米大，航天员必须将肛门对准中央孔，将大便拉出来，才算操作成功。为了训练航天员拉大便，美国约翰逊航天中心还专门设计了一个马桶训练器。在训练器的马桶内装有一台电视摄像机，当航天员坐在马桶上时，通过电视，可以看到自己的肛门是否对准中央孔。通过训练，航天员一定要记住自己屁股与马桶座部的相对位置。航天员大便时，如果不注意未将屁股对准中央孔，大便就可能从马桶中飘出来，在舱内到处乱飞，就像“天女散花”，太空生活可就成了一场灾难。2007年美国航宇局作出一项惊人决定，花1900万美元购买俄罗斯的太空厕所。这个厕所将于2008年送到国际空间站上，准备安装在国际空间站的美国站舱内。在新厕所启用之前，所有航天员都是使用安装在俄罗斯站舱内的一个太空厕所。美国航宇局的官员说，订购新厕所的原因并不是原来的厕所不够用，而是为了节约用水。新厕所的最大优点是可以将尿和其它废水经过处理，变成可饮用水。因为在太空，水的运输费用是非常昂贵的，如果能将尿和废水变成可饮用水，这将节约很大的一笔费用。因此尽管从俄罗斯购买太空厕所比较昂贵，但是从长远来看还是合算的。至于为什么要从俄罗斯购买，航宇局的官员说，如果我们自己研制和设计，不仅费用更高，而且由于研制周期长，不可能近期提供给美国航天员使用。航宇局的“秘密武器”——强力吸尿裤航天员在太空飞行期间可以使用太空厕所，但是在航天飞机发射和着陆以及在太空行走期间，航天员又是使用什么东西解决大小便问题?现在在美国，无论是男航天员或是女航天员，在航天飞机发射和着陆以及在