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【家长课堂】航天员的太空生活

报告人:王二超 中国科学技术馆高级工程师
简 介:2021年12月,神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行太空授课,收获热烈反响。航天员的太空生活究竟是什么样的呢?本期家长课堂,中国科学技术馆高级工程师王二超从航天员的一天谈起,详细介绍了航天员面临的内部和外部环境,通过丰富的图片和视频资料向我们展现了航天员的工作和生活内容,并展望未来,号召更多青年朋友加入到中国航天事业中。
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发布时间:2022-03-15 10:47
  • 空间站中航天员的一天是忙碌且充实的。虽然一天之内航天员能在空间站中多次看到日出,但航天员的作息仍然与地面保持一致。中国科学技术馆高级工程师王二超通过两段视频资料,带领我们一起感受航天员的一天。

  • 航天员在太空中要面临严酷的外在环境。中国科学技术馆高级工程师王二超向我们分别介绍了超重、失重、宇宙辐射、真空与高低温、微流星和空间碎片等带来的环境威胁,以及航天员如何通过地面训练来克服上述风险。与严酷的外在环境相对,天和核心舱是航天员在太空中的温馨家园,给航天员提供了较大的空间来满足其工作和生活的需要。

  • 航天员在太空中是如何工作和生活的呢?中国科学技术馆高级工程师王二超以丰富的图片分别向我们介绍了航天员如何在太空中进食,如何在失重环境下保持锻炼、强健体魄,如何管理个人卫生以及如何使用卫生间。

  • 航天事业看似离我们普通人很远,但其实我们身边的很多产品都来源于航天技术。比如纸尿裤、笔记本电脑、红外血管成像仪。中国科学技术馆高级工程师王二超号召有志于投身祖国航天事业的青年人努力学习、强身健体,在不久的将来成为一名优秀的航天工作者。

     

    王二超_副本

    王二超 中国科学技术馆高级工程师

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    各位同学大家好,我是本次家长课堂的主讲人王二超,来自中国科技馆。

    相信同学们已经看了“天宫课堂”,其中王亚平老师在太空中做的几个实验,真的是令人印象深刻。航天员在太空中的生活和工作,同样非常精彩,那就让我们一起去了解认识一下吧。

    一、航天员的一天

    在新闻或电视节目中经常能看到空间站航天员在忙碌地工作,那么他们一天到底有什么计划安排?这就是这一部分主要讲的内容。

    中国空间站天和核心舱,一天大约能围绕地球转16圈,也就是说能经历16个昼夜,但航天员不会按照16个昼夜来生活工作,他们也同样按照北京时间作息。

    空间站中的航天员每天六点钟起床。起床后洗漱、准备早餐,七点半左右开始用早餐。八点,与地面沟通一天的任务计划,然后就开始一天的工作了。十二点是午餐及午休时间。晚上八点左右,向地面进行第二次工作汇报,并与地面沟通调整第二天的工作计划。

    航天员在一周中会有一天休息时间。周六,站务管理时,航天员会用吸尘器、消毒纸巾对空间站进行大扫除,将干湿垃圾分类,取出下周所需物资并分类放到指定位置,使空间站保持整洁干净的工作环境。物资和垃圾的运输都是依靠天舟货运飞船来完成的。

    空间站中的航天员早上要从睡眠舱中醒来,并在更衣室中换上舱内工作服。穿工作服时,要从脚部整体套入。洗漱时,要拿出一个浴帽套在头上,隔着浴帽揉揉擦擦,就是洗头了。

    航天员如果不小心将水碰洒怎么办呢?这时候要及时处理,以免水珠飘到设备里造成短路,要用锡纸做的纸巾吸附住水珠,并将整个锡纸都扔进垃圾桶中。

    航天员脚下绑了固定装置,否则航天员就会在空间站中来回飘动。这也是太空中失重环境带来的一个有趣感受,同时也带来了不便,让太空中的生活与地球上有很大不同。

    二、严酷的太空环境与温馨的太空家园

    (一)严酷的太空环境

    航天员在空间站中可以既舒适又高效地工作,得益于天和核心舱提供的温馨环境,然而太空中的环境还是很恶劣的。

    航天员在太空中需要面对的严酷环境,有以下四个方面。

    第一,超重。相信各位同学在坐电梯的时候都体会过超重,但这种超重的感觉还是比较轻微的。航天员在升入太空的发射阶段、入轨阶段,以及从太空进入大气层的减速阶段,都要经历数倍于地球引力的超重过载。在航天发展的早期,超重过载可以达到七倍的体重。比如,一个人自身体重是50kg,那么他就要承担自身体重七倍的压力,即350kg。随着航天技术的发展,航天器的速度提高,超重过载降到了5倍左右,但对于航天员来说,仍有很大重量压在身上。

    超重会导致人体血液流向下身,引起头部缺氧,可能会出现眩晕,甚至是昏厥。但是超重是必不可免的,航天员一定要锻炼自己耐受超重的能力。那么如何训练呢?航天员要坐在一个快速旋转的离心机中,承受自身体重八倍的重力,以此来提高耐受力。除离心机之外,航天员还要长时间地头朝下,脚朝上,让血液重新分布,适应血液集中于头部的感觉,以此抵抗眩晕感。三维滚环也是航天员训练时经常会用到的一个器械。它可以在不同的方向进行复杂地转动,以此训练航天员适应眩晕感。

    第二,失重。太空中人们的体重引力近乎为零,航天员相当于悬浮在空中,与在地球上受地心引力的影响而自然形成“上下左右”的概念不同,航天员在太空中要重新建立方位感。由于不受重力影响,航天员在太空中的感觉就像跌入无底深渊,感觉四周都一样,没有上下前后的区别,也感受不到四肢的去向,这就是在微重力环境下引发的空间错觉和运动协调障碍。

    为了让航天员适应失重,我们营造了一些相应的失重环境。比如,失重飞机训练。飞机先爬上高空,再向下俯冲,俯冲的过程就相当于重力近乎零的失重状态。在这种状态中训练航天员在失重环境下的运动以及各种操作技巧,比如,进食、拿取物品、操作仪器。

    另一种训练方式是中性浮力水槽训练。飞机俯冲营造出的失重环境只有短短几十秒,一些需要长时间完成的工作则不太容易进行模拟训练。所以,建一个大型浮力水槽,将空间站按照一比一的比例放置在水槽中,可以为航天员提供一个长时间作业的环境。航天员也会穿上专用的水槽训练服,利用配重块来平衡浮力和重力,以此达到重力近乎零的状态,在这种环境下模拟各种操作,比如,出舱训练、使用工具、操作仪器设备等。在这种比较仿真的训练下,航天员可以熟练掌握到在太空失重环境下的各种技能。

    随着航天员在太空中的时间越来越长,失重也会带来一系列不适症状,比如体重减轻,骨骼间隙增大,身高增加,肌肉松懈,心血管系统也会发生变化。这些都需要航天员通过相应的训练来应对。

     

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