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“家园”里的“小气候”

“气候”,包括座舱温度、湿度、气流等方面。为造成与地球相似的生活环境,宇宙飞船设计时采取了一系列十分可靠的技术手段。其一模拟大气的混合比例,造成大气条件。太空的空气异常稀薄。在 200 千米的近地轨道,大气压力仅为地面的六百万分之一。人若无保护,就会造成体液沸腾,失去意识。因此,座舱大气的确定,是载人航天的一个重要考虑。为保证座舱内有近似地球的大气环境,座舱采取一个大气压的氧、氮混合压力制度,用罐装气体或电解供氧的办法使座舱中氧气占 80%,氮气占 20%,保障宇航员每人每天所需的 576-930 克氧气。对每人每天呼出的约 1000 克二氧化碳,采用分子筛吸附等方法处理,规定其浓度不大于 1%。其二,保持座舱内适当的温湿度。座舱通过自动调温、调湿和通风系统来实现温湿度的控制。座舱热源首先来自人体热,每人每天大约产生 75 ~ 150 大(314 ~ 628 千焦)卡,占总热量的三分之一;其次太阳辐射和各种电子仪器散发的热量,亦占三分之一左右。除座舱壳体采取隔热措施外,还采用专门的热交换器,把多余的热量吸收和辐射出去,使温度维持在 18 ~ 25℃ 。人体每天呼吸、出汗和皮肤蒸发排出水分 1. 5 升,对座舱内形成水蒸汽,不及时除去,会使电路造成短路,座舱采取冷凝和化学吸收办法,使相对湿度控制在 30%~70%之间。其三,经常保持座舱卫生。人体代谢物达 400 种,和各种垃圾、废物混合在密封舱内,会造成环境污染,给宇航员身心带来危害,座舱采用物理吸附、化学吸收等方法排除空气污染。其四,在轨道上,飞船因处于失重状态,气体自然对流现象消失。为维持人体热平衡,采取气体人工对流的方法,使气流速度保持在每秒 0. 3 ~ 0. 5 米左右。特别是头部,吹向眼睛的风速不宜过大。其五,种植植物和喂养动物,造成鸟语花香的世界。如前苏联先后在“礼炮 6”和“礼炮 7”号空间站设置了特别温室,栽种了小麦、豌豆、葱、郁金香和兰花等多种植物,已证实在空间开辟绿洲的可行性。在太空作长期旅行,开辟空间绿洲,既给空间站提供生态环境,又可供给宇航员蔬菜、果晶。

宇宙飞船座舱的小气候,是宇航员生命保证的至关重要问题。无论是美国的天空实验室和前苏联的“礼炮”号空间站,其座舱的温控问题,一直是宇航工程设计攻克的难题,在以往的载人航天中,都曾发生过这样或那样温度失控的现象,使宇航员的心理和身体受到威胁。除了在工程上完善温控设计,目前航天医学又从医学的角度提出了在宇航员训练中,适当扩大身体对宇宙飞船座舱环境的适应能力,作为缓减宇航员对太空环境不适应的辅助手段。用双管齐下的办法,使宇航员适应座舱小气候,使小气候服务于宇航员。座舱微小气候的调节,目的是保证宇航员在太空生活和工作期间有一个舒适安全的环境。飞行中作为卧具使用的是活里睡袋,活动的里子起床单和被褥的作用。宇航员于睡前拉好拉链,只留下可让头部露出的开口。因为宇航员及其卧具均处于失重状态,睡袋要用带子栓牢在固定点上。

睡袋应轻便(重量不大于 2. 5 ~ 3 千克),叠起时占地方要小(约 10 分米 3)。睡袋只有一个尺码,故其长度应满足身高为 185 ~ 190 厘米的人使用,其宽度应不小于 70 厘米。

睡袋须选用卫生性能好的材料(毛、棉、亚麻)制造。

睡袋的保温性能应满足 15℃环境温度下躺在里边睡觉的要求。

宇航员睡眠时的产热量约为 80 瓦,或相应为 45 瓦/米 2 (设体表面积为 1. 8 米 2 )。

为“礼炮-3”号轨道站乘员制造的睡袋用拉夫桑人造棉作保温材料,面料采用体轻的卡普纶。睡袋长度约1900 毫米,宽 700 毫米。其质量约为 2. 5 千克,棉套厚度为 5~6 毫米。

1975 年,在“礼炮-5”号上采用了改进的睡袋。该睡袋系以浅蓝色毛料制造。

此睡袋设有供伸出手臂的开口,足部设有通风口。其质量约为 3 千克。 895dWIcrmR2gILaoMzX6YF363MOPXMV66eEq1j3omi0YW2E1rNaCoIzwN8JNF2r3

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