王二超：【家长课堂】航天员的太空生活（2）

第三，宇宙辐射、真空和高低温。太阳风暴导致很多带电粒子轰击到地球上来，但在地球上的同学们不用担心，在地面还是很安全的，因为地球受到了大气层和地球磁场的保护，可以屏蔽掉一些辐射粒子，臭氧层也会吸收抵御紫外线。

在太空中的空间站则没有这层保护，完全暴露在太阳的辐射之下。因此，航天器的结构材料会快速老化，电子器件会加快失灵。更重要的是，航天员的健康可能会受到严重损伤，使机体分子、细胞、组织结构受到损害，失去原有的生理功能。所以，虽然我们看到的太空很美，但潜藏的威胁无处不在，除了辐射，还有流星体等。

另一个不利因素是真空和高低温。太空中没有空气，属于真空环境，人无法在其中直接生存，另外，因为没有大气压与人体内部气压平衡，内脏器官会向外膨胀，直至破裂。高低温，指太空中背阴的一面，也就是没有太阳照射的一面，与太阳直射的一面相比，温差超过200℃。航天员在训练时会进入到低压舱，进行低压测试，以提高对太空环境的适应能力。

在空间站内，航天员可以得到很好的保护，出舱后保护航天员的是航天服。航天服相当于一个小型的没有动力的航天器。航天服的设计蕴含了较高的科技含量，营造出适宜人体生活的微环境，可为航天员舱外活动提供至少4小时生命安全和工效保障。目前生产航天服的国家非常少，包括中国在内只有几个国家能生产航天服。

第四，微流星和空间碎片。相信很多小朋友在晚上看星空时，都看到过流星划过。有时会觉得很美丽，甚至会许个愿望，但是如果在空间站中接触流星的话，是非常危险的。第一宇宙速度是7.9km/s，但流星在太空中的飞行速度远远超过第一宇宙速度，如果它要迎面撞到空间站上，破坏力是非常大的。

虽然我们见到的流星和落地的陨石不是很多，但据统计，其实每年都有4~6万吨的地外物质降落到地球上，相当于每年都有三万辆小轿车降落在地球上。其中大多数是微小的宇宙尘，看不到实体，较大的就成了流星或是陨石。

这里简单介绍一下微流星的大小与分类。如黄豆般大的流星体，会形成流星光芒划过。比黄豆还要小的流星体，其热量会在与空气的摩擦中散失，从而不会产生光芒。如核桃般大的流星体，进入大气层后会产生火流星现象。一般要达到苹果大小的流星体，才不会在大气层中燃烧殆尽，其残余物质落在地面，形成陨石。

按化学组成的不同，可以把陨石分成三类，一是铁陨石，二是石陨石，三是石铁陨石。其中，石铁陨石比较漂亮，是铁镍合金以及硅酸盐的融合物。用灯照一下橄榄石的切片，能透过光芒发亮的部分就是铁镍合金。

最初没有发射卫星之前，太空中是肯定没有空间碎片的。随着航天器的发射，到目前为止有数亿颗毫米以上大小的空间碎片在地球轨道中运行，总质量达到了几千吨。地面有专门的监控来监测大的碎片，预测其轨道，以提前规避危险，而针对小的碎片，就要靠航天器在设计上对结构进行防护了。

（二）温馨的太空家园

虽然太空中的危险无处不在，但是空间站或航天器给航天员提供了一个温馨的太空家园。

下面简单介绍一下天和核心舱。天和号长16.6米，直径4.2米，给航天员提供了更大的生活和工作空间。其中，尾段是资源舱，有燃料推进，对接的是天舟货运飞船，货物要从这里运输；前部是节点舱，有很多对接口，可以对接神舟飞船；中间是生活控制舱，大柱段是实验和工作的区域，小柱段是生活和休息的区域。与其他国际空间站相比，天和号空间较大，功能也属于比较先进的。且后续会添加新的舱段来完成更复杂的任务，增添更多的功能，进行更多的实验。

在中国科技馆西大厅放置了天和核心舱1:1结构验证件。这是用来进行结构验证的。在正式制作之前，先要进行仿真实验，进行原理验证，看看设计是否合理，有无改进空间等。

空间站上的机械臂是怎么运动的？机械臂有个特色，能像虫子一样爬行，它的两头都有标准的对接模块，可以从一个固定点移动接力到另一个固定点，并再原路倒回。这是非常先进和实用的设计，极大提高了机械臂的适用性。

三、太空中的生活和工作

（一）饮食

现在大家能看到很多航天员在太空中吃东西的场景，甚至能看到新鲜的水果，可以说，现在航天员在太空中的饮食条件有了很大进步。早期，航天员只能吃到牙膏一样膏状的食品，这是受技术所限，一方面要保证食品方便保存和易于处理，另一方面也要保障航天员的营养。虽然膏状的食物不易到处飘残渣，但具体口感肯定没有现做的饭菜可口。

随着技术的进步，尤其是在专门的航天食品领域的研究下，航天员可以吃到真空包装的牛肉片和各种小菜，甚至可以在空间站中开派对。饮食变得越来越方便和可口了。这一方面源自火箭的运载能力提高了，可以运输更多的物资到空间站中，另一方面在于食品的保存手段提升了，可以把新鲜的食物带上太空，供航天员品尝。

虽然我们在地球上吃饭很简单，可以把食物、餐具放在桌上，平稳地坐下吃饭，但在太空中如果不好好处理的话，食物会飘得到处都是。为了克服这一点，航天器中设计了专门的餐桌和餐盘，可以吸附在固定的位置上。食品包装袋也可以通过松紧扣固定在餐桌上。现在航天员已经可以吃到地面做好的菜品了，比如宫保鸡丁。另外，也有很多脱水食品送到太空中。脱水食品就是利用技术手段将新鲜的食物脱水，这样食物就会变得很轻，利于保存。等到航天员食用时再将水注入，食物就又回归到新鲜的状态了。

（二）锻炼

失重环境下，人体会出现骨质疏松和肌肉萎缩。为了保持良好的体能状态，开展各项工作，航天员们需要不断锻炼。我国航天员每周至少做两到三次高强度运动来保持体力。国外航天员在国际空间站中，会依靠橡皮条一样的固定装置将自己固定在跑步机上进行锻炼。我国航天员也是通过把自己固定在设备上来进行运动的。中国空间站中很多附属的布条、布套，都相当于工作位，航天员通过把自己固定在不同的工作位上来完成不同的工作。

中国空间站上的航天员在跑步机上锻炼，用拉力器进行扩胸运动，工作间隙也会做比较方便的运动，来保持肌肉力量，维持良好的身体素质。