9小时出舱活动刷新中国和世界纪录，航天员如何在太空中生存？

2024-12-20 12:05世界奇闻

北京时间2024年12月17日，神舟十九号航天员乘组成功书写了中国航天史上又一壮丽篇章——圆满完成首次出舱活动，并以长达9小时的卓越表现，再次刷新了中国航天员出舱活动时长纪录。这9小时不仅创造了新的历史，还打破了美国航天员之前保持的8小时56分的世界纪录。值得一提的是，参与这次出舱的两名航天员中，蔡旭哲是1976年出生的，算是相对年轻的航天员。然而，宋令东则是1990年出生的，他在第一次出舱便打破了世界纪录，向全世界展示了中国90后的风采与实力。那么问题来了，9个小时的出舱活动到底有多么不易？航天员们在太空中究竟经历了什么？氧气、水源、食物、甚至是如厕问题，他们又是如何解决的呢？

第一个问题：出舱为什么要这么久？出舱有哪些目的？

在普通人眼中，航天员在太空舱外“蹲”上9小时或许显得有些难以理解，甚至觉得似乎只是单纯的“漫长等待”。但对于神舟十九号的航天员来说，这9小时并不是时间的无意义消耗，而是一次具有重大科学、技术和战略意义的精密任务。自从我们开始建设空间站以来，航天员每次出舱的时间几乎都在8小时以上。这是因为出舱活动的任务繁多，通常可以分为三大类：安装新设备、检查旧设备和测试新设备。这些任务都非常耗时。安装新设备包括很多工作，比如安装机械臂、监视相机、装甲板等零件。这些设备不仅要确保安全可靠，还必须经过精确的调试，以保证在未来的任务中能够顺利使用。检查旧设备同样费时费力。航天员在出舱时，往往需要站在机械臂上，对空间站的外部进行全面巡查。他们会用相机仔细记录外表面，检查是否有撞击痕迹。

以国际空间站为例，自2001年开始建设，每次出舱检查通常需要6到7个小时，而航天员每次检查后，往往会发现数十个微陨石撞击的小坑。这些细小的损伤虽然看似微不足道，却可能影响设备的正常运行，因此必须认真对待。测试新设备则更加讲究。尤其是我国航天局对未来出舱活动的规划中提到，神舟19号还将实施人员和应用载荷储舱活动，进行大量科学实验和技术试验。这些实验样本都是极为珍贵的，包括月壤砖和一些高强度新型材料的测试。航天员在实验舱内可以将样本暴露于太空环境中进行测试，但有些大型实验则需要航天员出舱完成，例如使用机械臂抓取物体或捡拾太阳能板等，这些任务同样需要耗费时间。

第二个问题：航天员在失重的太空中如何维持氧气、水源和食物的供应。

在地球上，氧气是我们生存的基础，我们随时可以呼吸到新鲜的空气。但在太空中，氧气的获取与管理却需要依赖复杂的生命支持系统。航天员在进行舱外活动时，必须确保氧气供应的稳定性，而这一点在9小时的活动中尤为关键。神舟十九号的航天员所穿的舱外活动服内，配备了独立的氧气供应系统。每个航天员的背包中都装有高压氧气瓶，这些氧气瓶能够为航天员提供数小时的氧气支持。在执行出舱任务时，航天员需要时刻监控氧气的使用情况，确保氧气供应不会在任务过程中耗尽。随着任务的进行，航天员会通过舱外活动服上的显示屏实时监测氧气的剩余量，并根据需要进行调整。此外，舱外活动服的设计考虑到失重环境下氧气的扩散问题。通常，氧气会通过背包内的管道系统流向航天员的呼吸面罩，以保证航天员能够平稳呼吸。可随着时间的推移，氧气会逐渐被消耗，因此每次出舱任务前，航天员都需要仔细计算并确定所需的氧气量，确保活动期间的安全。

水是生命的另一重要支柱，但在失重状态下，水的管理却远比地球上复杂。在太空中，液体不再受重力的控制，容易四处扩散，因此航天员必须采取特殊措施来确保水的安全供应。在神舟十九号的出舱活动中，航天员没有像在地球上那样随时能够拿到一瓶水来解渴。相反，他们的水源依赖于专门设计的液体补给系统。每位航天员的舱外活动服内，都配备了一个小型的液体水袋，水袋内的水会通过柔性管道输送到航天员的嘴部。由于失重环境中的水不会自然流动，所以航天员需要通过吸嘴来吸取水分。这种设计虽然看似简单，但却极为重要，它能够有效避免水分散的问题，并确保航天员在长时间的任务中维持足够的水分。尽管9小时的出舱任务相对较短，但航天员在执行任务的过程中仍然需要保持足够的能量。太空中的食物补给与地球上大不相同，食物必须满足轻便、高能、易于食用的需求。在神舟十九号的舱外活动中，航天员并没有携带传统的食物，而是依赖于特制的能量棒和高能量凝胶。这些食物以小巧、便于储存为特点，能量密度高，能够为航天员提供充足的营养和能量。航天员通常会在任务开始前，通过地面指挥中心精确安排补给量，确保他们在任务过程中不会因能量不足而导致体力下降。

第三个问题：航天员在失重的太空中想上厕所怎么办？

在地球上，我们使用厕所的原理依赖重力的作用。尿液和排泄物由于重力的牵引自然流向厕所的下水道。但在太空中，尤其是在失重的环境下，重力的消失使得这一常规机制无法适用。在太空舱中，液体和固体物质将不再按预定方向流动，水和排泄物会像气体一样四处漂浮，这不仅极其不便，且会造成潜在的安全隐患。因此，如何在无重力环境下有效地管理和收集排泄物，成为了设计太空厕所的首要任务。为了应对这一挑战，航天员在执行任务时通常会穿戴专门设计的排泄设备，确保排泄物能够安全地被收集和储存，而不影响舱内环境或航天员的正常工作。在神舟系列任务中，航天员采用的是高科技设计的尿袋和便袋。这些袋子不仅具备高密封性，还能在零重力环境中保持稳定的结构。尿袋的设计非常精巧，它通过吸引力的原理，将尿液从航天员体内引导进袋子，并确保液体不会四处飘散。

便袋则是通过特殊的粘贴装置，帮助航天员在失重状态下能够将排泄物安全地收集起来。便袋的设计上，通常会使用强力的胶带将其固定在航天员的身体上，这样既能避免排泄物的泄漏，又能确保舒适和安全。这种设计看似简单，但实际上每一项细节都经过精确计算，以确保航天员在进行出舱活动或长时间驻留任务时，能够不受生理需求的影响，集中精力完成任务。9小时的太空行走不仅打破了世界纪录，更展示了中国航天事业的卓越成就。这次神舟19的任务背后，是无数高科技的支持和无数科研人员的辛勤努力。相信在未来，中国航天事业将继续突破自我，创造更多的奇迹。让我们一起为中国航天加油，期待更多辉煌的成就！对此，你们怎么认为呢？欢迎大家踊跃讨论，感谢大家观看，我是探索宇宙，我们下期再见。