【簡(jiǎn)介:】一、航天員在太空吃喝拉怎么處理的?首先說吃:太空里的食物都是地面上做好了帶上去的。那就涉及到保存的問題,比較常見的是罐頭食品和脫水食品。脫水食品啊,顧名思義都是“干的”
一、航天員在太空吃喝拉怎么處理的?
首先說吃:
太空里的食物都是地面上做好了帶上去的。那就涉及到保存的問題,比較常見的是罐頭食品和脫水食品。脫水食品啊,顧名思義都是“干的”,在太空里拿水泡開了才能吃,拿微波爐轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)就能吃熱的了。
自然型食品就是普通食品,想必大家也都看到聶海勝他們3個(gè)航天員在天宮空間站里啃蘋果的視頻了,看他們仨吃得那叫一個(gè)開心啊。湯洪波啃得最快,扎著馬步就把蘋果啃完了,弄得國外的網(wǎng)友都羨慕嫉妒恨,蘋果就屬于自然型食品。
不過那自然型食品不會(huì)太多,蘋果份量也不輕,自然是不能多帶。大部分還是脫水食品。口感上其實(shí)是有一些問題的。也有一些新型的航天食品對(duì)口感的影響比較小,比如說輻照食品。
國際空間站里的漢堡包
在國際空間站上,肉類和面包通常是用這種方法處理的。日本人是到哪兒都忘不了拉面,韓國人到哪兒都忘不了泡菜。他們把泡菜和泡面做成了輻照食品,也就是說用高劑量的伽馬射線照射,經(jīng)過這樣處理的食品是可以保存很長時(shí)間的,而且基本不破壞原來的營養(yǎng)成分。
太空拉面
NASA研究用紅色LED來培養(yǎng)植物
現(xiàn)在國際空間站也開始供應(yīng)一些新鮮的水果和蔬菜,數(shù)量也并不多。我們的天宮空間站上未來應(yīng)該也能提供新鮮的水果和蔬菜,因?yàn)槲覀冎腥A民族是一個(gè)非常擅長種菜的民族。那真是走到哪兒種到哪兒,到太空也不能例外。而且,我國已經(jīng)制定了登陸火星的計(jì)劃,在太空里種菜就不僅僅是個(gè)愛好,而是一個(gè)必須要面對(duì)的技術(shù)難關(guān)。去火星的路途可是非常漫長的,中間也得不到任何補(bǔ)給,那就只能全靠自己了。
俄羅斯和其他國家合作搞了一個(gè)“火星500”試驗(yàn)。從全世界招募了幾名志愿者。在一個(gè)封閉的實(shí)驗(yàn)艙里生活足足520天。一切資源都是事先存放在實(shí)驗(yàn)艙里的,和外界的通訊聯(lián)系也有很大的延遲。就是為了模擬飛船飛向火星的生活狀態(tài)。我們中國也有一個(gè)志愿者叫王躍參與了這個(gè)實(shí)驗(yàn)。他面臨的最大的困難就是吃飯,500多天吃不到中國菜。他實(shí)在是太想念家鄉(xiāng)的味道了,想吃個(gè)拉條子,可惜實(shí)驗(yàn)艙里面沒有啊。再說,俄羅斯提供的航天食品雖然也盡量做到味道可口,但是真要吃上好幾個(gè)月,吃上一年多,估計(jì)您都能吃出心理陰影。
王躍走出火星500實(shí)驗(yàn)艙
所以在太空里種菜就成為一個(gè)非常好的補(bǔ)充。這是對(duì)士氣最大的提振。當(dāng)然啦,畢竟太空嘛,你想吃個(gè)炒菜,西紅柿炒雞蛋?那肯定是不行的。你最多做個(gè)蔬菜水果沙拉,或者你教外國宇航員拍黃瓜,這也是涼拌的。吃不完可以放在冰箱里,空間站里也有冰箱,保存幾天沒問題。
最后,還有非常重要的一大類食品叫功能食品,其實(shí)就是為了補(bǔ)充航天員身體所需的各種營養(yǎng)成分。太空里的環(huán)境和地面畢竟不一樣。他們對(duì)抗輻射要求很高。那么也就需要提高食品中的天然抗氧化劑的含量,比如說原花青素、Ω-3脂肪酸,甚至是植物的膳食纖維都可以預(yù)防或者是改善輻射造成的傷害。
還有,在失重環(huán)境下,宇航員的腸道菌群也可能退化。所以呢,還需要考慮增加一些富含益生菌的食品。意大利人曾經(jīng)把普通酸奶加上藍(lán)莓作凍干處理帶上太空。在地上是民以食為天,在太空里也是一樣,吃飯從來都是頭等大事。
當(dāng)然啦。空間站肯定是備有常用的藥品的,因?yàn)楹教靻T在太空里生了病,那可不是鬧著玩的。當(dāng)然有些事兒不屬于生病,比如說女性的生理期。我們這次可是有女性宇航員上太空的哦,來大姨媽了怎么辦呢?她在太空里起碼碰到6次。有人覺得在太空里完全失重狀態(tài)下,會(huì)不會(huì)造成什么麻煩?其實(shí)這種事大可不必?fù)?dān)心,和在地球上并沒有太大區(qū)別。
佩姬·惠特森
如今上過太空的女宇航員不少,而且有些人在太空里面住的時(shí)間也不短,創(chuàng)造紀(jì)錄最多的是美國的女宇航員佩姬·惠特森,人家在太空里累積居住了666天,單次最長記錄是290天,總共執(zhí)行過10次太空行走。人家沒受到什么困擾,感覺和在地球上差不多。
只有一件事,女航天員們必須要小心點(diǎn),那就是別讓血液混入水回收系統(tǒng)。因?yàn)樵诳臻g站里所有的水資源都是要回收的,一滴都不能浪費(fèi)?;厥障到y(tǒng)有處理人類尿液的能力,但是沒有處理人類血液的能力。
空間站是離不開水的,你總要洗洗涮涮吧,早上起來刷牙洗臉,上廁所也要沖水。再加上人要喝水,喝水就會(huì)產(chǎn)生尿液。加起來大概是2公斤。人也會(huì)出汗,也會(huì)呼吸,也在向外排出水蒸氣,一天下來會(huì)向外排出1.8公斤。我們的空間站一般來講是住3個(gè)人,一天下來要消耗11公斤的水。這些水全都不能浪費(fèi),全都是要回收的。
和平號(hào)的水回收處理流程
衛(wèi)生用水是從下水道進(jìn)行收集的。航天員的尿液是從廁所收集的,冷凝水是從空氣循環(huán)系統(tǒng)收集的。這是3條不同的線路,俄羅斯人的和平號(hào)空間站在處理這3種水的時(shí)候,可以說是涇渭分明,井水不犯河水。你洗洗涮涮用的那些水,在凈化回收以后還是用來洗洗涮涮。艙內(nèi)收集到的那些冷凝水,最后經(jīng)過凈化處理以后,主要用來給宇航員喝。尿液經(jīng)過凈化以后,用來電解制造氧氣。這完全是三條獨(dú)立的路線。如果水量不夠的話,只能靠地面補(bǔ)充,用進(jìn)步號(hào)貨運(yùn)飛船定期補(bǔ)給。
國際空間站水回收處理流程
美國人在國際空間站上采用的技術(shù)就完全不一樣了,尿液要經(jīng)過預(yù)處理,利用真空讓尿液在低溫下沸騰蒸發(fā),然后再壓縮。獲得尿液蒸餾水。然后把三種水混在一起,統(tǒng)一凈化處理,最后達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)。這種飲用水比地上的自來水還要干凈很多,可以直接喝。但是俄羅斯人心理上過不了這個(gè)坎兒,一開始還不怎么愿意,后來也就慢慢接受了。其實(shí)啊,說是國際空間站,說到底美俄還是兩家人,好東西都是兩套。
那我國的天宮空間站又是怎么處理的呢?據(jù)我查到的資料,過程跟俄羅斯是類似的,尿液蒸餾水最終是用作電解水產(chǎn)生氧氣,并不是直接用來喝的。當(dāng)然水是不可能100%回收的,尿液處理以后,剩下一點(diǎn)點(diǎn)高濃度的廢水,還有壓縮處理過的糞便,以及其他的一切垃圾,都要裝進(jìn)貨運(yùn)飛船,仍進(jìn)大氣層里燒掉,一了百了了。說實(shí)話,太空里體驗(yàn)最差的就是上大號(hào),沒有之一。后續(xù)處理也是最麻煩的。目前有一些方案是利用微生物對(duì)糞便進(jìn)行處理,但是也還停留在實(shí)驗(yàn)室階段。
二、航天人員如何解決上廁所的問題?
你好,航天人員在太空中上廁所是一項(xiàng)非常重要的問題。他們必須找到一種安全、衛(wèi)生和有效的方式來排泄體內(nèi)的廢物。在太空中,由于缺乏引力和大氣層,傳統(tǒng)的廁所無法使用。因此,航天員使用特殊的設(shè)備來解決這個(gè)問題。
在宇宙飛船中,航天員使用一個(gè)稱為“尿袋”的裝置來收集他們的尿液。這個(gè)袋子通常是一種可重復(fù)使用的袋子,可以連接到一個(gè)吸管和一個(gè)排氣閥。當(dāng)航天員需要排尿時(shí),他們會(huì)將吸管連接到尿袋,排氣閥打開,讓尿液流入袋子中。一旦尿袋滿了,航天員就需要將它密封并放到一個(gè)垃圾袋里,然后存放在一個(gè)指定的位置,等待回收處理。
在太空中排便則比較復(fù)雜。航天員通常使用一種稱為“便椅”的設(shè)備,它類似于地球上的馬桶。但是由于太空中沒有引力,航天員必須用吸管將排泄物吸到一個(gè)特殊的袋子中。排泄物袋子必須經(jīng)過嚴(yán)格的處理和消毒,然后將其密封并放在一個(gè)垃圾袋里。
總之,航天員必須采取特殊的措施來解決在太空中上廁所的問題,以確保安全、衛(wèi)生和有效。
三、航天員在太空的空間站上怎么解決大小便呢?
在太空站上,航天員的大小便問題需要特殊處理。在早期的太空站上,航天員使用尿不濕等應(yīng)急手段解決大小便問題。隨著技術(shù)的進(jìn)步,太空站逐漸配備了更為先進(jìn)的大小便處理設(shè)備。
現(xiàn)在,太空站上使用的一種常見大小便處理系統(tǒng)是“廢物收集系統(tǒng)”。該系統(tǒng)包括一個(gè)收集裝置、一個(gè)廢物儲(chǔ)存罐和一個(gè)抽氣裝置。航天員在大小便時(shí),將收集裝置固定在身體下方,并啟動(dòng)抽氣裝置。抽氣裝置會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓,將大小便吸進(jìn)收集裝置中,并儲(chǔ)存在廢物儲(chǔ)存罐內(nèi)。在廢物儲(chǔ)存罐滿載后,可以將其取出并密封,等待帶回地球處理。
對(duì)于尿液的處理,太空站上還配備了尿液收集系統(tǒng)。航天員將尿液通過特殊的管道導(dǎo)入收集裝置中,尿液會(huì)被自動(dòng)分離出來并儲(chǔ)存在一個(gè)容器中。然后,這些尿液可以用于水回收系統(tǒng)進(jìn)行再利用。
除了廢物收集系統(tǒng)外,太空站還配備了水回收系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以將航天員的汗水和尿液等水分進(jìn)行回收處理,經(jīng)過過濾和凈化后,再供給航天員使用。這樣可以大大減少對(duì)地球水源的依賴,降低太空站運(yùn)行的成本。
總之,太空站上的大小便處理系統(tǒng)相對(duì)完善,能夠滿足航天員在太空中的生理需求。這些系統(tǒng)的存在使得航天員在太空中的生活更加舒適和便利。
四、為什么要在太空生活三個(gè)月?
5月15日7時(shí)18分,天問一號(hào)著陸巡視器成功著陸于火星烏托邦平原南部預(yù)選著陸區(qū),我國首次火星探測(cè)任務(wù)著陸火星取得圓滿成功。5月15日,中國首次火星探測(cè)任務(wù)總設(shè)計(jì)師張榮橋做客《白·問》對(duì)話白巖松。
白巖松:這次著陸之后,我們的任務(wù)是90個(gè)火星日,92個(gè)地球日,有網(wǎng)友說,為什么設(shè)計(jì)的這么短,是我們的能量或者說電池或者說續(xù)航能力不夠?
張榮橋:一次發(fā)射任務(wù),既要實(shí)現(xiàn)環(huán)繞,又要實(shí)現(xiàn)著陸,還要實(shí)現(xiàn)巡視。3個(gè)月的時(shí)間設(shè)計(jì)是綜合考量的結(jié)果。
第一次去只有一個(gè)環(huán)繞器,它探測(cè)獲得的科學(xué)數(shù)據(jù)量很大,但車體那么小,注定了它跟地面通信的能力非常有限,因此它的科學(xué)探測(cè)數(shù)據(jù)就需要通過環(huán)繞器進(jìn)行中際傳輸?shù)降孛鎭怼?/p>
環(huán)繞器既要兼顧火星車的中際,還要在差不多2年之內(nèi)要把整個(gè)火星進(jìn)行全球覆蓋,要對(duì)整個(gè)火星全球的地形地貌、相關(guān)的空間環(huán)境、內(nèi)部的結(jié)構(gòu)等進(jìn)行探測(cè)。就是說火星車著陸之后前3個(gè)月所有的載荷都開機(jī),所有的探測(cè)數(shù)據(jù)都得到了,通過環(huán)繞器傳輸回來之后,把接下來的時(shí)間就讓給環(huán)繞器去開展全球環(huán)繞探測(cè)。中國人圓夢(mèng)太空的新征程又將迎來一個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻。
北京時(shí)間6月17日上午9時(shí)22分,神舟十二號(hào)載人航天飛船即將發(fā)射。載有聶海勝、劉伯明、湯洪波三名航天員的飛船將與天和核心艙對(duì)接,與天和核心艙、天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船形成組合體。三名航天員將在核心艙駐留3個(gè)月。
這次飛行任務(wù)是空間站關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段第四次飛行任務(wù),也是空間站階段首次載人飛行任務(wù)。這次飛行任務(wù)要在軌驗(yàn)證航天員長期駐留、再生生保、空間物資補(bǔ)給、出艙活動(dòng)、艙外操作、在軌維修等空間站建造和運(yùn)營關(guān)鍵技術(shù),首次檢驗(yàn)東風(fēng)著陸場(chǎng)的航天員搜索救援能力;開展多領(lǐng)域的空間應(yīng)用及試(實(shí))驗(yàn);綜合評(píng)估考核工程各系統(tǒng)執(zhí)行空間站任務(wù)的功能和性能,進(jìn)一步考核各系統(tǒng)間的匹配性和協(xié)調(diào)性,為后續(xù)任務(wù)積累經(jīng)驗(yàn)。
6月16日,北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院教授焦維新接受紅星新聞?dòng)浾邔TL時(shí)表示,航天員長期在軌駐留第一個(gè)條件就是工作需求。此前中國沒有建設(shè)空間站,航天員就在一個(gè)小的檢測(cè)試驗(yàn)室里。因?yàn)闂l件不具備,能做的試驗(yàn)也沒有那么多。目前,中國的空間站核心艙已經(jīng)在太空,可以開展更多工作,科學(xué)試驗(yàn)變成了日常性工作,所以航天員可以在太空長期駐留。
神舟十二號(hào)3名航天員
為什么之前沒有讓航天員長期駐留太空?
專家:此前沒有建設(shè)空間站,能做的試驗(yàn)不多
這次飛行任務(wù),三名航天員將在軌駐留3個(gè)月。中國載人航天工程辦公室主任助理季啟明在6月16日上午的發(fā)布會(huì)上介紹,截至當(dāng)日,天和核心艙和天舟二號(hào)組合體已在軌運(yùn)行17天,目前狀態(tài)良好,平臺(tái)設(shè)備工作正常,能夠保障航天員在軌長期駐留。
為什么航天員長期在軌駐留沒有在此前的飛行任務(wù)中實(shí)現(xiàn)?北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院教授焦維新告訴紅星新聞?dòng)浾?,航天員長期在軌駐留第一個(gè)條件就是工作需求。此前中國沒有建設(shè)空間站,航天員就在一個(gè)小的檢測(cè)試驗(yàn)室里。因?yàn)闂l件不具備,能做的試驗(yàn)也沒有那么多,航天員就沒有長期駐留太空的必要性。目前,中國的空間站核心艙已經(jīng)在太空,可以開展更多工作,科學(xué)試驗(yàn)變成了日常性工作,所以航天員可以在太空長期駐留。
神舟十二號(hào)船箭組合體轉(zhuǎn)運(yùn)至發(fā)射區(qū) 視頻截圖
三個(gè)月間航天員將開展哪些工作?
專家:運(yùn)送物資、開展試驗(yàn),完成出艙活動(dòng)
這次飛行承擔(dān)了哪些任務(wù)?季啟明在發(fā)布會(huì)上介紹,神舟十二號(hào)飛行任務(wù)有四個(gè)方面主要特點(diǎn):
一是將進(jìn)一步驗(yàn)證載人天地往返運(yùn)輸系統(tǒng)的功能性能。改進(jìn)后的長征二F運(yùn)載火箭提高了可靠性和安全性;神舟十二號(hào)載人飛船新增了自主快速交會(huì)對(duì)接、徑向交會(huì)對(duì)接和180天在軌??磕芰?。改進(jìn)了返回技術(shù)、進(jìn)一步提高落點(diǎn)精度,還將首次啟用載人飛船應(yīng)急救援任務(wù)模式。
二是將全面驗(yàn)證航天員長期駐留保障技術(shù)。通過神舟十二號(hào)航天員乘組在軌工作生活3個(gè)月,考核驗(yàn)證再生生保、空間站物資補(bǔ)給、航天員健康管理等航天員長期太空飛行的各項(xiàng)保障技術(shù)。
三是將在軌驗(yàn)證航天員與機(jī)械臂共同完成出艙活動(dòng)、及艙外操作的能力。航天員將在機(jī)械臂的支持下,首次開展較長時(shí)間的出艙活動(dòng),進(jìn)行艙外的設(shè)備安裝、維修維護(hù)等操作作業(yè)。
四是將首次檢驗(yàn)東風(fēng)著陸場(chǎng)的搜索回收能力。著陸場(chǎng)從內(nèi)蒙古四子王旗調(diào)整到東風(fēng)著陸場(chǎng),首次開啟著陸場(chǎng)系統(tǒng)常態(tài)化應(yīng)急待命搜救模式。
上述這些技術(shù)的突破與能力的驗(yàn)證,將為后續(xù)空間站建造及應(yīng)用發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),積累寶貴經(jīng)驗(yàn)。
三位航天員將開展哪些工作?焦維新表示,這三位航天員將有四項(xiàng)主要工作:
第一,把此前發(fā)射的天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船送去的物資送進(jìn)核心艙。這些物資包括了航天員三個(gè)月生活所需要的食品和生活用品,還有一些儀器設(shè)備。
第二,三位航天員要檢查各種實(shí)驗(yàn)設(shè)備,實(shí)驗(yàn)設(shè)備調(diào)試正常以后開展各類科學(xué)實(shí)驗(yàn)。
第三,三位航天員要驗(yàn)證核心艙的再生生保系統(tǒng)。
第四,完成出艙活動(dòng),進(jìn)行太空行走,完成儀器的檢查和安裝。在出艙活動(dòng)中,宇航員要完成一項(xiàng)重要的工作就是驗(yàn)證機(jī)械臂的技術(shù)。
神舟十二號(hào)載人飛行任務(wù)標(biāo)識(shí)
專家詳解此次飛行任務(wù)兩大看點(diǎn)
驗(yàn)證再生生保系統(tǒng)和機(jī)械臂操作技術(shù)
驗(yàn)證再生生保系統(tǒng)將是此次飛行任務(wù)的一個(gè)看點(diǎn)。那么,什么是再生生保系統(tǒng)?焦維新介紹說,過去中國航天員在太空所需要的食品、水、氧氣都是地面帶去的。但現(xiàn)在水和氧氣將實(shí)現(xiàn)由地面帶去一部分,其他部分進(jìn)行再生。
“比如航天員洗臉或者其他生活用水,需要收集起來,經(jīng)過處理變成飲用水。航天員的尿液也要收集起來,經(jīng)過專門儀器處理,變成水。一部分水,需要用來飲用。一部分水需要進(jìn)行電解,來制造氧氣。水電解還產(chǎn)生了氫,氫可以和人呼吸產(chǎn)生的二氧化碳反映,同樣用于再生氧氣?!?/p>
焦維新指出,這次任務(wù)中還有一個(gè)亮點(diǎn)就是驗(yàn)證機(jī)械臂的操作技術(shù)。在6月16日上午的發(fā)布會(huì)上,季啟明介紹,這次神舟十二號(hào)飛行任務(wù)將在軌驗(yàn)證航天員與機(jī)械臂共同完成出艙活動(dòng)、及艙外操作的能力。航天員將在機(jī)械臂的支持下,首次開展較長時(shí)間的出艙活動(dòng),進(jìn)行艙外的設(shè)備安裝、維修維護(hù)等操作作業(yè)。
焦維新說:“這次空間站核心艙安裝了七自由度的機(jī)械臂。這對(duì)維護(hù)空間站非常重要,未來兩個(gè)試驗(yàn)艙來了以后,可以用機(jī)械臂把它抓住進(jìn)行對(duì)接。所以驗(yàn)證機(jī)械臂的任務(wù)將有非常重要的意義?!?/p>
對(duì)于此次飛行任務(wù)的一系列試驗(yàn),焦維新認(rèn)為,這些技術(shù)驗(yàn)證對(duì)于中國空間站建設(shè)非常重要。如果這次沒有做技術(shù)檢驗(yàn),就發(fā)射空間站試驗(yàn)艙,會(huì)讓矛盾集中。只有目前各項(xiàng)技術(shù)設(shè)計(jì)都運(yùn)用正常了,下一步再來貨運(yùn)飛船和試驗(yàn)場(chǎng),將空間站建成。