太空漫步（上）

文　章

嫦娥奔月、萬戶飛天的故事使我們對美麗的天空充滿了無限的憧憬，同時也折射出人類對太空探索的不懈追求。2008年9月26日，中國宇航員翟志剛、劉伯明、景海鵬乘著“神舟七號”載人飛船，成功進(jìn)行了太空行走，使中國成為世界上載人航天飛行并實(shí)現(xiàn)太空漫步的第三個國家。太空中的情況到底是什么樣子的呢？航天員在太空中又是怎樣生活的呢？現(xiàn)在，大家就跟隨“太空號”航天器去看看吧。Lets go!

惡劣的太空環(huán)境——超乎你的想象

從我們生活的地球表面向上，科學(xué)家將大氣分為五層：對流層、平流層、中間層、電離層和外大氣層。對流層位于海平面以上10千米處，大氣中的水汽幾乎都集中于此。這里是展示風(fēng)云變幻的“大舞臺”，天上的朵朵白云、刮風(fēng)、下雨、電閃雷鳴等天氣現(xiàn)象都發(fā)生在對流層內(nèi)。在10千米～40千米的區(qū)域，氣流主要表現(xiàn)為水平方向運(yùn)動，對流現(xiàn)象減弱，所以叫做“平流層”，又稱“同溫層”。這里基本上沒有水汽，晴朗無云，很少發(fā)生天氣變化，適于飛機(jī)航行。我們熟知的臭氧層（20千米～30千米）也處在平流層中，它像一道屏障一樣保護(hù)著地球上的生物免受太陽高能粒子的襲擊。中間層位于40千米~80千米處，這里經(jīng)常會出現(xiàn)許多有趣的天文現(xiàn)象，如美麗的極光等。而處在80千米~370千米的大氣，由于受太陽輻射，溫度較高，氣體分子或原子大量電離，就形成了電離層。這層大氣能導(dǎo)電，反射無線電波。于是，人類就利用該層大氣的這個特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)無線電通信，使遠(yuǎn)隔重洋的人們也能互通信息。電離層以上就是外大氣層了。這里的空氣極其稀薄，已接近真空了。當(dāng)然，大氣層空間和外層空間并沒有明確的界限，而是逐漸融合的。那太空（外大氣層以上）的環(huán)境又是什么樣子的呢？

其實(shí)，太空并不像我們想象中的那么美好，它是一個高寒、高真空、強(qiáng)輻射、微重力的環(huán)境。太空中的平均溫度為零下270.3℃。在這個溫度下，連鋼材都會變得像玻璃一樣脆，如果沒有特殊的裝備，人是不可能生存的。其次，在太空中，各種天體會向外輻射電磁波，許多天體還向外輻射高能粒子，形成宇宙射線，如太陽的電磁輻射、太陽風(fēng)和宇宙射線輻射等。想象一下，如果沒有厚厚的大氣層和地球的磁場保護(hù)，我們的地球?qū)裨虑蛞粯訚M目瘡痍，更別說有生命存在了。另外，太空中的空氣極其稀薄，是一個高真空的環(huán)境。宇航員在太空中行走，由于脫離了地球的引力，會因失重而漂浮在空中，產(chǎn)生飄飄然的現(xiàn)象。但你可別以為這很好玩，這種微重力環(huán)境會使宇航員出現(xiàn)頭暈、目眩、惡心、困倦等癥狀，對人體肌肉和骨骼都會造成損害?，F(xiàn)在看來，太空環(huán)境的確不像我們想象的那樣美好，而是相當(dāng)嚴(yán)酷的。

昂貴的宇航服——太空漫步的生命保障

要想在環(huán)境惡劣的太空中漫步，就必須要有一件能抵御高寒、高真空、強(qiáng)輻射等惡劣環(huán)境的宇航服。實(shí)際上，一套艙外宇航服就是一個微型載人航天器，它能保證人體有合適的壓力，有通風(fēng)供氧，有合適的溫度和濕度，能保障宇航員的正常生存，并能進(jìn)行太空作業(yè)。別看宇航員所穿的宇航服很笨重，制造這件高科技衣服卻是很復(fù)雜的，所以其造價也很昂貴。宇航員翟志剛出艙時所穿的那件宇航服是由我國自行研制的，其造價是3000萬元人民幣，可以說是迄今為止我國最貴的衣服了。

穿上這件宇航服，宇航員還是不能隨意出外活動，這是為什么呢？原來，在太空中行走的宇航員由于沒有參照物，無法分清物體的遠(yuǎn)近大小，并判斷其速度快慢，如無保險(xiǎn)措施，很容易被丟失在茫茫太空中而成為人體衛(wèi)星。這可怎么辦呢？不要著急，科學(xué)家為宇航員設(shè)計(jì)了兩種太空行走的方式，以保證他們的安全。

一種是早期研制的“臍帶式”系統(tǒng)。宇航員所需要的氧氣、壓力、電源和通訊等都是通過一根“臍帶”由載人航天器提供。但由于航天器走遠(yuǎn)了容易使“臍帶”纏繞，宇航員會像嬰兒那樣“窒息”而死。所以，這根“臍帶”不能過長，宇航員只能在航天器附近活動。

另一種是后期發(fā)明的裝在宇航服背后的便攜式環(huán)控生保系統(tǒng)。宇航員出艙后與航天器分離，由于身穿艙外宇航服，背著便攜式環(huán)控生保裝置和太空機(jī)動裝置，宇航員可到離載人航天器100米遠(yuǎn)的區(qū)域活動。便攜式環(huán)控生保系統(tǒng)中有一個“太空噴氣背包”。這種背包高約1.25米，寬約0.83米，內(nèi)裝12千克液態(tài)氮，共有24個噴嘴。它像一把沒有座位的椅子，安裝在宇航員的背上。宇航員可以通過扶手上的開關(guān)控制24個微型噴嘴，噴射出背包里的液態(tài)氮，從而形成各個方向大小不同的反推力，實(shí)現(xiàn)不同方向的移動。有了這種噴氣背包，在茫茫太空中漫步時，宇航員就能隨心所欲地翻筋斗、旋轉(zhuǎn)和前后左右地自由移動了。

雖然便攜式環(huán)控生保系統(tǒng)擴(kuò)大了宇航員的活動范圍，但考慮到安全問題，現(xiàn)在大部分宇航員艙外行走時采用的仍然是“臍帶式”。