书城工业技术征服太空之路丛书:向太空进军
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第18章 升空的准备和有趣的太空生活(2)

知识点宇航服的结构特点

宇航服在结构上分为6层:

(1)内衣舒适层:要求选用质地柔软、吸湿性和透气性良好的棉针织品制作。

(2)保暖层:保暖层用以保持舒适的温度环境。要选用保暖性好、热阻大、柔软、重量轻的材料。

(3)通风服和水冷服(液冷服):在宇航员体热过高的情况下,通风服和水冷服以不同的方式散发热量。通风服和水冷服多采用抗压、耐用、柔软的塑料管制成。

(4)气密限制层:气密层采用气密性好的涂氯丁尼龙胶布等材料制成。限制层选用强度高、伸长率低的织物。

(5)隔热层:隔热层用多层镀铝的聚酰亚胺薄膜或聚酯薄膜并在各层之间夹以无纺织布制成。

(6)外罩防护层:是宇航服最外的一层,要求防火、防热辐射以及防宇宙空间各种因素(微流星、宇宙线等)对人体的危害。这一层大部分用镀铝织物制成。航天食品的要求和类型

太空中所有的物品都失去了重量,变得可以随处飘飞,就像空气一样。这样,宇航员就不能像在地球上那样可以随时取食,轻松地嚼咽,不然就会因食物不能下咽而卡在食道中间,危及生命。因此,科学家在研制宇宙飞船的同时,也研究制造了各种太空食品。

经过许多次的太空实践,科学家发现,太空食品要求营养丰富、卫生、进食方便。

航天食品的基本要求:一是粗食尽可能少,因为粗食不易消化;二是要吸收率高,残渣少,重量轻,体积小,营养丰富;三是必须在37.7℃的温度下放置6个月而不腐烂变质;四是必须符合宇航员的饮食习惯和口味,能引起食欲,吃得开心。

航天食品经历了由简单到复杂,由失真到仿真等一系列演变和改进,发生了很大的变化。

下面是美国“阿波罗”登月飞船上宇航员某一天的食谱。

第一次早餐:热咖啡;

第二次早餐:桃子晶、香肠馅饼、烤面包、鲜橘子汁;

午餐:杂烩、干酪、巧克力、可可果子汁;

晚餐:金枪鱼色拉、豆汁肉汤、巧克力点心、椒盐饼干、菠萝葡萄果子汁。

苏联“礼炮”号航天站上宇航员某一天食谱组成同美国航天员稍有不同。这些都是常规航天饮食,即宇航员在正常飞行情况下的“家常便饭”。除此之外,还有在穿着加压航天服时通过头盔进食孔食用的特制应急饮食,在飞船返回地面而无人救援时的备用救生饮食等。

载人航天开展以来,航天食品大致有以下几种类型:

1.软管式半固体饮食。

将含有80%以上水分的肉糜、果酱、菜泥等装在软管中,管壁衬有罐头涂料,以防食物与铝管直接接触。每管重140~160克。食用时像挤牙膏一样将食物挤入口中。载人航天初期都采用这种形式,因为在失重条件下物体可能飘飞,如果食物飘飞,不容易抓住,宇航员就会望食物而兴叹了。而粉末状食物到处飘浮,会影响仪器设备的工作性能,眯眼、钻鼻,影响宇航员的工作,进入呼吸道还会影响健康。软管状食品不产生碎屑,而且能顺利地送进口中,宇航员不至于饿肚皮。但是,这种类型的食品既看不到颜色,又闻不到香味,引不起食欲,不受宇航员们欢迎。

2.压缩方块式食品。

食物经过压缩,用复合塑料膜真空包装。每块像方块糖那么大,食用方便,不需任何处理,也不会掉屑,还保持了地球食物的风格。

3.脱水食物。

食物经冷冻、升华干燥,含水量一般在3%左右,由复合薄膜食品袋包装,在室温下微生物也难以生长繁殖,注水后可迅速恢复固有形状和颜色。这种食品,营养成分损失较少,比方块式食品更接近地球上的食品,但备餐手续较复杂。

4.软包装罐藏食品。

鸡块、肉片、鱼片等经过蒸煮灭菌,用复合塑料薄膜代替金属材料包装。这类食物有一定的黏性,放在盘子上不会飘飞,可与在地球上一样进食。

5.饮料。

饮料的种类很多,如咖啡、牛奶、橘子汁、葡萄汁、糖茶等。一般制成粉剂或颗粒装在塑料袋中,食用时加水即成。

6.汤料。

虾仁、布丁等汤料装在塑料袋中,食用时注水即成。

另外还有桃干、梨干、苹果干等低水分食品。

7.其他食品类。

(1)胡桃黑李干

(2)苹果、李子、杏条等特制果脯

(3)黑李干

(4)木瓜条

(5)李子樱脯

(6)糖茶

(7)糖咖啡

(8)无糖茶

下面分别是美国、中国和俄罗斯航天员食谱。

美国航天员食谱

食品:苹果酱、杏干、芦笋、牛肉杏仁和甜食,咸牛肉、牛肉干、浇汁牛肉、酸黄瓜碎牛肉沙司、牛肉小馅饼、烤牛排沙司、牛排、酸奶蘑菇烹制的牛肉面、黑麦面包、什锦风味糖果、干酪花椰菜、早餐面包卷、干酪菜花、麦片、玉米片、葡萄干、软干酪、鸡肉、鸡肉面条、鸡肉米饭、奶油脆饼、山核桃饼干、全麦饼干、炒鸡蛋、杏仁酥条、巧克力薄片条、奶油花生、法兰克福香肠、果料蛋糕、什锦小果汁、法式菜花青豆、青豆椰菜、火腿、果酱、空心粉干酪、辣酱烤肉、杏仁、柠檬布丁、花生、美味桃子、桃干、梨、奶油豌豆沙司、菠萝、咸味奶油布丁、烩肉米饭、大马哈鱼、香肠小馅饼、虾、虾仁、蘑菇奶油汤、面条、草莓、焖土豆、金枪鱼、卤汁火鸡、熏火鸡片、什锦意大利蔬菜。

饮料:苹果汁、可可、黑咖啡、奶油咖啡、奶油糖咖啡、糖咖啡、葡萄汁、柠檬汁、橘汁、橘子葡萄柠檬汁、草莓汁、茶、葡萄小果汁、配好的巧克力、柠檬糖茶、糖茶、热多味果汁饮料、可口可乐和百事可乐。

“神舟”七号升空的瞬间辛辣调味品:胡椒、盐、调味汁、调味番茄酱、辣椒、蛋黄酱、芥末。

尽管美国宇航员食品丰富多彩,但是宇航员食用时仍不断地埋怨食品味道不佳,向地面控制中心报告胃口不好,其滋味令人捉摸不定,有时偏甜,有时缺乏食物应有的香味,有时甚至味同嚼蜡。由于尚未揭示太空味觉变化之谜,现在美国航空与航天局只能依靠提供更多的调味品来帮助宇航员改善太空食物的味道。

为适应宇航员越来越挑剔的“胃口”,航天食品的开发正在日新月异地进行着。

中国航天食谱

在世界航天食品当中,我国的航天食品有中国特色,特别是传统的中式菜品,都尽可能出现在航天食谱中,相比西餐更加色香美味,可口宜人。主要有:八宝饭、陈皮牛肉、酱牛肉、莲子粥、绿茶、墨鱼丸、牛肉丸、牛奶等。

北京航天医学工程研究所航天食品分系统的专家介绍中国的航天食品的特点主要表现在:形式上是以中式食品为主,搭配成的航天膳食具有明显的中餐特色,符合航天员的口味要求,比如膳食有主食和副食之分,主食主要以米面类的食物为主,副食讲究荤素搭配,在加工上注重色香味形。如八宝饭,不仅风味独特、色泽艳丽,其中的莲子、桂圆等配料还有保健功能,具有浓郁的中国特色。

俄罗斯航天食谱

俄罗斯供应的食物很多是罐装的,加了蔬菜的羔羊肉,掺有大麦的牛肉(像一种夹肉面包),鲟鱼和鸡肉饭。太空舱中有微波炉,可以加热罐头,然后用起罐器将罐头打开,但是罐头盖不能取下(以免飞得到处都是)。罐头上没有可以将他们固定在桌子上的搭扣,所以在吃罐头时无法将它固定住。如果你打算腾出手的时候,你可以往罐头底部倒一些水,这样罐头就可以粘在桌面上。

还有很多其他的脱水食物,像特沃劳格(这是一种俄罗斯乡村的坚果干酪甜点)、蔬菜、意大利通心粉、西红柿、油炸米饭、小虾等等。你所要做的就是往袋中加水,等上几分钟,再将勺子插进袋子里吃这些食物。

俄罗斯汤、罗宋汤、牛肉大麦汤、辛辣羔羊汤等等,十分美味可口。在脱水食品复水时,要确信这些汤料和水已经完全融合,你需要将包装袋前后晃动,或抓住包装袋,上下拍打,利用离心力将水挤到袋子中。所以当你看到一名航天员抓住一个食品袋,并且上下挥舞,这不是他为午餐而兴奋(也许有这种可能),而是为了将食物和水混在一起。

知识点特殊的航天食品

(1)备用食品。是指在发生特殊情况必须延长飞行时所用的食品。

(2)应急食品。这种食品是指在飞行器发生故障时,航天员必须穿着航天服时所用的食品,也包括当航天员着陆后,降到远离人烟的地方,等待救援期间饮用的食品。

(3)舱外活动中需要吃的食品。这是指存于头盔内颈圈部分的固体或半固体、流质供食器中的食品,供长时间舱外活动的航天员临时饮用的食品。

宇航员在太空中的洗澡

洗澡是保持身体清洁、促进人体健康的一种健身活动。较长时间不洗澡,人就会有不舒服的感觉,在太空也是如此。可是,在失重、水资源匮乏的太空舱中,宇航员享受洗澡的生活待遇并非易事。

作为个人卫生,洗澡是必需的。但太空中的水像银子一样昂贵,再加上以高昂运费送上天的洗澡设备,洗一次澡的代价是非常大的。宇航员一般一个星期甚至一个月才能有一次淋浴,这无论从费用、心情和身体舒适方面讲,都是一次高贵的享受。显然,少于一星期或一个月的短程航天是无法享受太空淋浴的,即使出了大汗,也只能用毛巾擦一擦身子。

1985年在“礼炮”7号航天站上生活了211天的苏联宇航员列别杰夫,在日记中对太空淋浴做了生动的描述。他说,为了洗一次澡,准备工作需要花好几个小时。

在飞船里的“宇宙浴室”,其实就是一个如同手风琴式的密闭塑料布套。它挂在飞船座舱卫生间的顶棚上。用时放下,不用时叠起来吊在顶棚上。顶棚固定有一个圆形水箱、喷头和电加热器。水箱内盛5升水,与飞船的冷热水管道相通。浴室的地板上有一双与飞船舱固定的橡皮鞋。淋浴时,宇航员必须首先把通到浴室外的呼吸管套在嘴上,用夹子把鼻子夹住,避免从鼻道或嘴服进污水。然后放下密封塑料布套,使浴室形成真空,防止水珠向外飘出。接着穿上拖鞋,固定在一个适当的位置。启动电加热器,把水箱中的水加热到适当的温度。而后打开龙头,让温水由上喷下浇在人体上。浴室的地板上有许多小孔,下面是废物集装箱,用于盛废物和污水。当废水箱的水满了之后,就会自动报警,由飞行专家操作排出舱外,或将废水送入废水净化设备进行处理,以图再利用。

美国“天空实验室”的失重淋浴室就是这种类型的,它放在轨道工场的实验工作区,是圆筒形的,外壳是布的。在不用时折叠成扁平的形状。淋浴室的底环固定在地板上,并有脚限制器,上面的环包括淋浴喷头和软管。宇航员在使用淋浴室的时候,在一个增压手提式水瓶中加满热水,然后把水瓶挂在天花板上。一条软管把贮水瓶连到一个手拿的淋浴喷头上,宇航员用手把圆筒形的淋浴室壁向上提到适当位置,就可以用液体肥皂开始洗澡。肥皂和水是定量供给的。宇航员韦茨是第一个使用淋浴室的人。他说,用的时间比预料的长些,但出来之后,身上散发出一种很好闻的气味。1973年6月8日,韦茨和他的伙伴曾享受了一次特别难忘的太空热水浴。下午6时左右,在宇航员座舱,他跨进一个42英寸(1066毫米)大小的圆环里。当他把圆环升高时,连在上面的淋浴布筒便像手风琴一样伸开。并把他罩住。把圆环固定在天花板上像盖子一样的装置上,打开喷头后,一种奇特的现象产生了。喷出来的水不是往下掉,而是散成浓雾般的珠滴四处飘荡。落到人身上和布筒上时发出“吧嗒吧嗒”的响声。水四处飘荡却不往下水道里流。韦茨淋水之后便关掉喷头用打了肥皂的毛巾搓洗,然后用剩下的水冲洗,最后开动水泵把污水从淋浴密封桶里抽出来,再用类似真空吸尘器的东西把附在布筒上的水吸走。洗澡过程前后用了一个小时,其中擦澡15分钟,而排除污水却用了45分钟。

美国航天飞机上的浴室是个浴罩,浴罩下部也安有抽风机。宇航员洗澡时打开淋浴龙头和抽风机,上面喷水下面抽水,会形成如同地面一样的淋浴效果。

俄罗斯和平号空间站的浴室像是一间桑拿室。宇航员进去后经过一段升温,使身体出汗,然后用湿毛巾擦洗。由于不方便也不舒服,“桑拿室”又改成了一个像睡袋一样的装置。宇航员洗澡时,袋内有清水和浴液射出,搓洗完毕后,可以打开袋下的抽风机,把脏水抽走。

宇航员在太空中的睡眠

平常简单的事情只有在它不平凡时才去描述它。睡眠在地球上是极其平凡的,但对宇航员来说,太空睡眠却是很不平凡的。

太空睡眠之所以不平凡,是因为那里的环境条件与地面上迥然不同。飞船绕地球飞行时,那里处于失重状态,这是造成太空睡眠与地面上不同的最主要的原因,另外还有昼夜节奏不同,以及存在噪声干扰等等。