书城科普读物自由的飘浮——航空知识
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第17章 宇航员——太空里程碑上的飞天英雄(3)

宇航员怎样进食

太空餐桌是特制的,它具有磁性,能吸住刀、叉、勺、碗、盘等餐具,桌上装有水冷却器和加热器。吃饭时,宇航员必须先把脚固定在地板上,把身体固定在座椅上,以免飘动。面对摆在餐桌上的饭菜可千万不要着急,一定要注意端碗、夹饭、张嘴、咀嚼等一连串动作的协调。端碗要轻柔,动作太猛,饭会从碗里飘出去;夹饭、夹菜要果断,夹就要夹准、夹住,最好不要在碗里乱拨拉,以免饭菜飘走,使用叉子效果最好;饭菜夹住后,张嘴要快,闭嘴也要快,因为即使是放到嘴里的食物,不闭嘴它也会“飞”走;咀嚼时节奏要放慢,细嚼慢咽利于消化,还可以减少体内废气的产生和排泄,避免对宇航员生活环境产生污染。

有些人最喜欢在吃饭时聊天神侃,而在太空吃饭最忌讳的就是边吃边说。边吃边说会使嘴里嚼碎的食物碎末飞出嘴外,飘在餐厅或生活舱里,宇航员稍不注意就容易吸进鼻腔、呛到肺里,发生危险。

尽管太空食品供应充足,花样齐全,营养丰富,但宇航员普遍抱怨在天上吃饭吃不出味道。科学家分析,原因可能不在食品本身,而是太空环境引起宇航员的味觉失调。如失重使鼻腔充血,导致味觉神经钝化,唾液分泌发生变化,影响味觉,或者因为看不到食物的颜色、闻不到食物的气味而影响味觉。

美籍华人宇航员王赣骏乘航天飞机上天时,为了使他能有个好胃口,他的太太做了他平时爱吃的炒羊肉。这道食品被命名为“王太太炒羊肉”。

造价昂贵的太空织物

宇航员的服饰并非为了美观,而是航天过程中关系生命安全和完成任务所必需的个人保护性装备,它涉及许多高技术和生命科学,结构复杂、造价昂贵。有些特性对装备的使用性能影响最大,如强度、耐磨、卫生、冷热稳定、防火、温度物理以及光学性能。

太空织物的强度

太空织物通常是按其用途来选择特性;对大多数织物来说,典型的判断标准是:断裂强度、伸长率和撕裂强度。

断裂强度描述纤维、纱、线或织物拉伸至断裂瞬间所承受的最大载荷。由纱制成的纺织纤维,其平均细度通常以微米、纱支或单位为特克斯的纤维细度表示。米制的纤维支数由下式求出:N=lM。其中l为纤维长度,单位为米;M为纤维质量,单位为克。纤维支数表示1克纤维有多少米长。特克斯表示纤维或纱的细度,其单位为千米/克。欲评价纤维、纱和线的强度,可利用“抗拉强度”,单位为牛顿/毫米2;或用约定单位“断裂长度”,即其在重力作用下破坏时的长度,单位为千米。撕裂强度系描述织物组织的指标。选择航天服面料时,撕裂强度是决定性的因素。

太空衣料的卫生性能

织物的卫生性能对服装与身体间的小气候影响甚大。

其中首当其冲的是吸湿率、透气量、吸水率、含水量。吸湿率说明织物从空气中吸收蒸气状态水分并在一定条件下保持它的能力。植物性纤维善于迅速地吸收人体蒸发的水分并同样迅速地将其发散到周围环境中去。丝织物则相反,吸收和发散水分均为缓慢。

织物的吸湿率以试样在试验前后的含水量描述,一般在空气相对湿度为6%及95%的环境中测定。

织物的透气量说明其透过空气的能力,其大小与压差有关,所以要求比较严格,会有一系列的指标。

透气量标志布料允许水蒸气通过能力的大小。试验时,将布料用水容器盖严,再放入空气相对湿度为60%或95%,温度为20℃的试验箱中,测量容器中水的质量减少多少,即可确定出透气量。吸水率及含水量表明布料吸水的能力如何。试样湿透时所含的水分称为最大吸水率,以百分数表示。布料的含水量系布料所吸水分的数量,以克/米2为单位计算。失水率描述纺织材料向周围介质发散出所含水分的能力,以百分数表示。失水率越大,材料干燥得越快。

制造飞行服的衣料必须具有防火性能。

宇航员装备应采用可自熄的材料。去掉火源后不能继续燃烧而熄灭的材料即认为是自熄材料。建议以氧指数作为确定材料燃烧及自熄极限条件的标准。所谓氧指数系材料尚可稳定燃烧时的最低氧浓度,以体积百分率表示。若氧浓度低于下限,试样可很快熄灭;若等于或大于此极限,则试样燃烧。应采用难燃和自熄材料制作宇航员飞行服。阻燃浸渍工艺和织物处理可大幅度地提高材料的阻燃性能,从而充分保证不起火焰。经适当处理的材料遇火炭化而破坏,离开火焰后不再燃烧。

宇航员的特殊服饰

苏联宇航员采用的配套飞行服装包括:飞行服、保暖服、内衣、鞋袜。这些服装都是选用特殊材料,经过特殊工艺制成的。

宇航员的内衣

内衣对皮肤的温度及活动有直接影响。因此,内衣材料的卫生要求特别高。

寒冷条件下使用的内衣材料应具有低导热率,而在干、湿状况下的透气性又应很高。为了使身体不致急骤地降温,内衣材料在吸收水蒸气及滴状水分的同时,应在干燥的过程中缓慢地将其发散到环境中去。材料表面上不应有游离水分,吸水且水容量大的衣料符合上述要求,广泛用于制造宇航员内衣的亚麻织物尤佳。

为了不妨碍皮肤发挥正常功能,不影响汗液分泌和蒸发,内衣材料在潮湿状态下不应贴在皮肤上。最符合这种要求的是那些表面膨胀的材料。

为了避免刺激皮肤,内衣织物表面应柔软、滑爽而富有弹性。舒适保暖用的贴身内衣应密实,无皱褶,贴身,能顺利地从体表吸排出汗液并将其发散到环境中去,尽量保持身体干燥。衣服应轻软膨松,丝织品最能满足这些要求。为了改善保暖性,可采用比较贵重的羊毛制造内衣。

苏联宇航员的内衣系用棉-亚麻织物制作,由衬衫和衬裤组成。

内衣上有衣兜,用以存放辐射剂量计。同时束以腰带,上面装有生物医学测量用的各种传感器。与应急全压服配套时,内衣还必须备有收集生命活动产物的装置。

宇航员的鞋袜与手套及使用性能

鞋袜的使用性能应保证方便、可靠,且能预防环境因素的不利影响。使用是否方便的标志是其膨松程度,以及机械和卫生性能。鞋袜要合适,防止足部变形,不压脚,也不阻碍血液循环,不会磨破脚,不致磨出茧子。机械性能包括质量、柔度和稳定性。鞋袜膨松部应最柔软,踝部应不影响活动,走动时要稳定,应便于穿脱和跟脚。鞋袜应具有与预定用途适应的特定防护性能。

飞行皮鞋于1964年首次在“上升号”上试用。这种鞋系用带铬素涂层的铬鞣革制造,皮底取粘接工艺连接。一双42码的皮鞋,重量约400克。

手套用羊皮制作,以粗呢及毛织品为隔热层。

加载式防护服与负压式防护服

加载式防护服用于给人体支撑组织及骨骼肌肉施加载荷。在大、小腿处于平均生理夹角的状态下,加载服可给人体支撑—行走组织施加达体重50%的载荷。“企鹅”型加载式防护服由带有拉紧机构的连身衣和皮鞋组成。弹性元件选用橡皮绳。橡皮绳的松紧借助带子调整,可以使运动功能增长1~2倍。