书城科普读物神秘的太空世界丛书:人类星外根据地-太空站
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第10章 空间站的奥秘(4)

当压力过高时可以通过自动控制排放出去,而压力下降时则可以自动补气。当低到最低限时就会报警,产生这种情况的原因往往是舱体或管路泄漏或者密封舱门失效。而实际的系统是极其复杂的,除了保证供气外,还要进行压力监测、气体净化、气体成分分析,采用风机促使气体的循环流动,把有害的气体成分减少到允许的范围内等。舱内气体的供应,早期是用大的气瓶由地面携带上去,而后来用特定物质的化学反应而生成。

宇航员的饮食保障设施

我们知道,空间站上的饮食保障设施也是非常考究的。而该饮食保障装置主要包括:宇航员食品、食品储藏装置、进食装置及处理设施等。

宇航员最初的食品包装像牙膏

在航天初期,人们认为在太空不能吃固体食物,宇航员的主要食物是用软管包装的肉糜、果酱类膏状食物,吃的时候像挤牙膏似的将食物直接挤入口中。而现在,航天食品都是专门配置的高营养食品,以每个人每天摄取必需的热量来设计的,当然食品的种类和营养成分够充分的了。最多的是即食食品,包括肉类、鱼类、细条实心面、饼干、面包等,分别装在罐装及密封软包装中。在软管装食品中还有几道菜和水果酱、果汁等。另一类是脱水食品,有肉类,也有蔬菜。除此之外,也有一些直接从超市购买的在地球上常吃的易拉罐食品,水果、布丁、糖果点心、花生酱、三明治等等应有尽有。各类食品分装在食品柜和冰箱中。

进食时,即食品只需在烘箱里热一下便可。事实上,最费事的要数脱水食品,这种食品都装在塑料盒里,盒子的一角有层隔膜,食用前先要对食品进行还原充水。将空心的针管插入盒内,转动充水器的旋钮即可调节热水或冷水的注入量。此外,需要熟食的食物则在厨房的炉灶上烹煮。进餐时要特别小心,宇航员们用叉子或勺子把食物送进嘴里,尽管多数食物比较黏稠,动作还是得缓慢而仔细,否则食物碎块可以把宇航员呛死或者到处飘浮,还得用手把它们捕捉回来。在太空,用勺子进食与地球上有所不同,因为没有了地球引力,食物不会稳稳地待在勺底,这些食物有的在勺里,有些却是在勺底、勺边甚至是勺尖上。就餐时,每人有一个托盘作餐桌,托盘放在腿上,用钩刺式胶带粘住。脱水食品的塑料盒嵌在托盘的凹槽里,即食食品则用托盘一角的钢夹夹住。托盘上还有一块磁条,使餐具不致飞走。在太空中,零重力可能会导致脑充血而影响味觉,跟感冒了吃东西没味道的情形相似。因此那些因失重而胃口欠佳的宇航员会吃一些辛辣味很浓的食物,太空中不能用辣椒面一类的调味品,但厨房里备有盐水和辣椒水,装在像眼药水瓶一样可挤压的瓶子里供宇航员取用。进食过程中当然还要防止碎屑及废弃物的乱丢,而且要放在专设的废品收集器中,否则不是垃圾满地,而是垃圾满屋飞。

为了改善宇航员的生活及进行植物的试验,在空间站上还进行植物的栽培和生长,这样一来,宇航员既可以吃到新鲜的蔬菜又能减轻地面的负担,一举数得。

宇航员的供水系统

事实上,空间站上的供水系统也是生命保障的重要系统,有意思的是供水系统一直在密封的系统内工作,它是由贮水容器、手动泵、防护组件和饮水装置等部件组成的。水一般是由地面带上去的,水储存在空间站上的贮水容器内,而饮水装置就是用来饮水的。当宇航员需要喝水时,可不像我们在地面上喝水那么方便。

他们先要打开防护组件开关,取出个人用饮水管,将之接好,把水管放入口内,再按放水阀按钮来饮水,不允许有水滴滴出来。因为水在太空既是必需品也是危险品,空间站里漂浮的水珠如果吸入气管可使宇航员窒息而死,渗入设备线路中也是发生事故的隐患。宇航员喝的水第一要保证无菌、不浑、不变质,所以他们饮用的水里都有一种添加剂。由于太空的失重环境使得这里不分上下,把茶杯倒过来,杯子里的水也不会流出来,所以杯子里的饮料也不会自己流进宇航员的嘴里。太空饮料都是干粉,装在铝袋里,袋子上有注水口,饮用前用注水针往袋内注入冷热水均可,再插入吸管就可饮用了,各人的饮料袋上会有彩色标志用来区别。可供宇航员选择的饮品有净水、茶水、可可、咖啡及各种果汁等。

随着技术水平的提高和空间站尺寸的加大,以及多次飞行经验的积累,宇航员在空间站的居住条件不断改善,例如有了单独的卧室、专门的餐厅、专门的淋浴洗漱间,还有健身房。这样一来,水的用量必然增加,而空间站的水90%都要从地球用运输飞船运送,是非常宝贵的。为了解决这个问题,空间站上采用水的综合利用,把用过的废水回收后经过处理继续用,甚至将尿液经过再循环后当做饮用水,在很多时候也会由物质的化学反应生成水。

宇航员的如厕系统

或许在地面上大小便很方便,只要去一趟厕所就解决了。但在太空中这却成了一件令人头疼的事。太空中的微重力使任何物体都可以到处飞,食物飞起来可以抓回来,工具飞起来也可以抓回来。但要飞起来的是大小便,可怎么办?如果处理不好大小便,不仅会使整个空间站内满是污秽,而且还会使仪器、设备短路,发生危险,所以大小便问题就成了大问题。因而,空间站中的厕所不仅要求尺寸合适,而且还要求具有能吸出大小便的吸力。尽管男女生理结构不同,不过,现在已设计出了男女通用的厕所。

据资料透露,该便桶的中央有一个管道,管口有活动盖板,管口周围还有一圈很小的吸孔,便桶的右侧有控制杆,可以操作吸孔和盖板的开关。便桶两侧还各有一个把手,宇航员飘到便桶上后将把手向内拉,让它们铐住自己的大腿,这样人就不会在解便时飘走了。宇航员坐好后将控制杆向前推,盖板和吸孔同时打开,大便就通过吸孔被吸走了。然后再将控制杆拉回原位,管口就被盖上,吸泵也被关掉,这时粪便就被隔绝在便桶下面了。用过的手纸不能扔进便桶,便桶左侧的控制杆上有个小桶,它的功能类似真空吸尘器,手纸放进去后会被牢牢吸住。用完后这个小桶要放回到便桶的背后。

那么小便时又怎么办呢?资料上显示,便桶上有一根吸尿管,尿液由这根管子进入储尿箱,为方便不同性别的宇航员使用,吸尿管的吸头有两种,男性用漏斗状吸头,小便前将它接在管子上;女用吸头则是根据女性生理构造设计的,不会有丝毫泄漏。宇航员在升空前要反复练习如何使用太空便桶,看来太空中的“方便”并不方便。

宇航员的睡眠系统

我们或许知道,在失重的环境里,躺下和站着没有区别,所以说宇航员可以不用躺在床上睡觉,他们可以在任何地方、以任何姿势睡觉。宇航员在睡眠中会像灰尘一样在舱内飘来飘去,宇航员睡眠但是没有谁是这样睡的,因为这样一来就会发生相互碰撞或是撞在舱壁上,人就会不断被弄醒,弄不好还会被撞伤。再说,如果有人上厕所,就要一路走一路把飘浮在四周的睡眠者推开。那么,应该如何睡呢?宇航员一般都睡在布制的拘束袋内,睡袋的顶端系在一个固定的位置或是两端都固定,人钻进去后拉上拉锁,这既保暖又可固定睡眠者。因为在空间站里,宇航员较多,有时也在生活舱中设置双层床,可睡多人,但睡前也要将身体系牢,以免睡着后飞走。在失重环境里睡觉有一个奇怪的现象,就是当人睡着后双臂会自己摆动,这是很有趣的。

空间站中也有类似地面警铃的装置在太空,宇航员每次睡觉不超过8小时,其实很多人不愿睡足8小时,而更愿早点儿起床观赏太空美景。事实上,在太空睡觉和在地面一样,也会做梦,此外也会打呼噜,只不过如果是在地面上,当你翻身时鼾声就会停止,而在太空的失重环境下不存在翻身的问题,所以一旦打起呼噜便很难停下来。

如果大家都睡了,空间站的运行会不会受影响呢?在空间站,人员分为两组,总有一组在值班。不过无论宇航员是醒还是睡,地面指挥中心时刻都在监视着空间站系统的工作,一旦有紧急情况,警铃会叫醒熟睡者。

航天医学

航天医学又称宇宙医学,是发展载人航天事业的重要学科之一,而载人航天的发展又促进了航天医学的发展。从医学分类上说,航天医学是一门特殊的环境医学,它是由于载人航天的科学实践需要,在航空医学的基础上发展起来的。在科学研究与发展领域中,航天医学又属于生命科学的一个部分,涉及所有的医学专业,包括基础医学研究和临床各科,无论是治病、防病、保健和康复,还是挖掘人体的潜能都与它有关。航天医学的目的是使人体在特殊环境中能适应、能耐受、能完成航天的特殊作业。

如何维护空间站

空间站及其设备需要经常维护修理,这是很自然的道理。但是,这项工作是在轨道上做,还是把分离出来的单元和组件带回地球修理好呢?修理工作及单元和组件的更换,在太空进行确实是更困难些,尽管如此,空间站的设计师们还是规定维护、修理以及设备的置换必须在飞行中进行。若将有故障设备由专门派出的宇宙飞船运回地球,修理后再派船送回太空,费用实在太高,无法接受。

前苏联和美国的载人航天飞行经验表明,在空间,航天员有能力纠正设备中的各种类型故障。他们会及时采取正确措施,在危急状态下修好有故障系统。这种情况在前苏联的“礼炮”号、“和平”号空间站以及美国的“天空实验室”中都发生过。