太空漫步(上)

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嫦娥奔月、万户飞天的故事使我们对美丽的天空充满了无限的憧憬，同时也折射出人类对太空探索的不懈追求。2008年9月26日，中国宇航员翟志刚、刘伯明、景海鹏乘着“神舟七号”载人飞船，成功进行了太空行走，使中国成为世界上载人航天飞行并实现太空漫步的第三个国家。太空中的情况到底是什么样子的呢？航天员在太空中又是怎样生活的呢？现在，大家就跟随“太空号”航天器去看看吧。Let’s go!

恶劣的太空环境――超乎你的想象

从我们生活的地球表面向上，科学家将大气分为五层：对流层、平流层、中间层、电离层和外大气层。对流层位于海平面以上10千米处，大气中的水汽几乎都集中于此。这里是展示风云变幻的“大舞台”，天上的朵朵白云、刮风、下雨、电闪雷鸣等天气现象都发生在对流层内。在10千米～40千米的区域，气流主要表现为水平方向运动，对流现象减弱，所以叫做“平流层”，又称“同温层”。这里基本上没有水汽，晴朗无云，很少发生天气变化，适机航行。我们熟知的臭氧层（20千米～30千米）也处在平流层中，它像一道屏障一样保护着地球上的生物免受太阳高能粒子的袭击。中间层位于40千米~80千米处，这里经常会出现许多有趣的天文现象，如美丽的极光等。而处在80千米~370千米的大气，由于受太阳辐射，温度较高，气体分子或原子大量电离，就形成了电离层。这层大气能导电，反射无线电波。于是，人类就利用该层大气的这个特点，实现无线电通信，使远隔重洋的人们也能互通信息。电离层以上就是外大气层了。这里的空气极其稀薄，已接近真空了。当然，大气层空间和外层空间并没有明确的界限，而是逐渐融合的。那太空（外大气层以上）的环境又是什么样子的呢？

其实，太空并不像我们想象中的那么美好，它是一个高寒、高真空、强辐射、微重力的环境。太空中的平均温度为零下270.3℃。在这个温度下，连钢材都会变得像玻璃一样脆，如果没有特殊的装备，人是不可能生存的。其次，在太空中，各种天体会向外辐射电磁波，许多天体还向外辐射高能粒子，形成宇宙射线，如太阳的电磁辐射、太阳风和宇宙射线辐射等。想象一下，如果没有厚厚的大气层和地球的磁场保护，我们的地球将会像月球一样满目疮痍，更别说有生命存在了。另外，太空中的空气极其稀薄，是一个高真空的环境。宇航员在太空中行走，由于脱离了地球的引力，会因失重而漂浮在空中，产生飘飘然的现象。但你可别以为这很好玩，这种微重力环境会使宇航员出现头晕、目眩、恶心、困倦等症状，对人体肌肉和骨骼都会造成损害。现在看来，太空环境的确不像我们想象的那样美好，而是相当严酷的。

昂贵的宇航服――太空漫步的生命保障

要想在环境恶劣的太空中漫步，就必须要有一件能抵御高寒、高真空、强辐射等恶劣环境的宇航服。实际上，一套舱外宇航服就是一个微型载人航天器，它能保证人体有合适的压力，有通风供氧，有合适的温度和湿度，能保障宇航员的正常生存，并能进行太空作业。别看宇航员所穿的宇航服很笨重，制造这件高科技衣服却是很复杂的，所以其造价也很昂贵。宇航员翟志刚出舱时所穿的那件宇航服是由我国自行研制的，其造价是3000万元人民币，可以说是迄今为止我国最贵的衣服了。

穿上这件宇航服，宇航员还是不能随意出外活动，这是为什么呢？原来，在太空中行走的宇航员由于没有参照物，无法分清物体的远近大小，并判断其速度快慢，如无保险措施，很容易被丢失在茫茫太空中而成为人体卫星。这可怎么办呢？不要着急，科学家为宇航员设计了两种太空行走的方式，以保证他们的安全。

一种是早期研制的“脐带式”系统。宇航员所需要的氧气、压力、电源和通讯等都是通过一根“脐带”由载人航天器提供。但由于航天器走远了容易使“脐带”缠绕，宇航员会像婴儿那样“窒息”而死。所以，这根“脐带”不能过长，宇航员只能在航天器附近活动。

另一种是后期发明的装在宇航服背后的便携式环控生保系统。宇航员出舱后与航天器分离，由于身穿舱外宇航服，背着便携式环控生保装置和太空机动装置，宇航员可到离载人航天器100米远的区域活动。便携式环控生保系统中有一个“太空喷气背包”。这种背包高约1.25米，宽约0.83米，内装12千克液态氮，共有24个喷嘴。它像一把没有座位的椅子，安装在宇航员的背上。宇航员可以通过扶手上的开关控制24个微型喷嘴，喷射出背包里的液态氮，从而形成各个方向大小不同的反推力，实现不同方向的移动。有了这种喷气背包，在茫茫太空中漫步时，宇航员就能随心所欲地翻筋斗、旋转和前后左右地自由移动了。

虽然便携式环控生保系统扩大了宇航员的活动范围，但考虑到安全问题，现在大部分宇航员舱外行走时采用的仍然是“脐带式”。