今早8点左右,我国两名航天员出舱行走,航天服为什么都是白色?
今天上午8点多的时候我国航天员就在我们自己的空间站上进行了出舱活动,直播故意地延迟了几个小时,主要的任务是测试舱外航天服、安装机械臂脚限位器,以及进行舱外工作台的安装和调试,整个出舱任务会持续6小时以上,也就是说截至我文章发布的时候航天员可能还在舱外活动。
首先是刘伯明出舱,当然出舱前做了很多准备工作,航天员们起床时间可能很早,主要是对航天服进行最后的检查,包括气密性、电子设备、关节的活动性等等。然后是打开舱门,舱内为了保持航天员的生存提供接近地面大气压的压力,而舱外是真空。为了避免航天员被舱内较大的气压冲出舱外,气闸舱要进行泄压的操作,然后缓慢地打开舱门展开出舱行走任务,这次任务将持续6小时一样。
先是打开舱门挂好两条安全绳,然后往机械臂上安装了一个脚限位器,这个限位器的作用就是固定航天员,当机械臂移动的时候不至于将航天员甩入太空,因为避免安全绳和机械臂的运动发生冲突,此时出舱的刘伯明已经没有安全绳和舱体的连接,全靠着脚限位器固定;而汤洪波负责辅助的任务,也展开了出舱任务,他则是两条安全绳都挂在舱体上,移动时交替解开,他主要任务是为刘伯明运送要安装的设备。
这次出舱活动将为后续的太空飞行打下一个基础,有了他们的测试探索任务,我们会对舱外航天服、机械臂更有信心,也可以研究各个步骤,然后采取更合理的方式降低航天员的体能消耗。空间站建设阶段会有很多设备的安装,两三个月后第二批3名航天员应该也会有出舱活动。在建设阶段,航天员们的主要任务就是空间站设备的安装调试,待一切平稳后就进入商业运营的模式,届时将可能看到国外航天员或者我国载荷专家进驻空间站。
也许有人也注意到了,无论是我国航天员还是美国、俄罗斯、欧洲的航天员,舱外航天服都是以白色为主体,间杂着一些红蓝等颜色的条带,而安全绳、脐带绳各有自己的警示标色,安全绳是避免航天员脱离舱体,我国用的是橙色,还有一条脐带绳,是出舱时和舱内保持通讯的重要结构,出舱后就要靠航天服自带的设备进行通讯。可为什么航天服都是白色的呢?我国传统吉祥喜庆颜色是红色,为什么没有应用呢?
这里边当然有很多的科学道理。地面上和太空中阳光照射强度很不相同,在地面由于大气层中电离层、臭氧层等阻隔,阳光到达地面后已经大部分削弱了,因此就算是黑色的柏油地面最高温度也就六七十度,可是在太空中阳光直射的时候可以产生100℃的高温,长波红外线和短波紫外线都有很强的生热作用,而白色的好处就是吸光较低,产生的热量较低,舱外航天服的最外边一层主要就是抵御太空高温和辐射。
其实阳光中有多个频率的光波,赤橙黄绿青蓝紫七种颜色综合起来就是阳光的白光,一种物体反射什么颜色就意味着对这种颜色的吸收性较差,正如黑色的物体阳光直射下温度会升到几十度,我想很多人都有类似的经验,夏天骑自行车感觉烫屁股,在太空中这种情况只会更严重,因为阳光没有了大气的阻隔。而白色意味着可以反射大多数光波,这些光波综合起来还是类似于阳光的无色光,这样航天服直接吸纳的阳光较少就不会产生特别高的温度。
不光舱外航天服如此,空间站也是如此。不论是国际空间站还是我国自主建设的空间站,表层都有一层类似于舱外航天服最外层的包被材料,作用也是降低舱体生热,减少能量的消耗。所有国家的航天服说起来基本功能都相同,都是保障航天员的舱外活动,高温是不可不考虑的一个因素,因此所有国家的舱外航天服都是白色为主,也许有一些偏灰黄,但大差不差,都是高反光材料制成的。
载人发射、在轨驻留、出舱行走,这是载人航天必须的技术,其实也是一个庞大的工程,从火箭的研发和飞行,到舱外航天服的制造和应用都十分重要,而我国目前已经是独立掌握所有这些环节的三个国家之一。这也意味着如果开展更遥远的深空旅行,我国的航天也将承担很重要的作用,肩负起人类探索太空的使命,正如那句广为传播的话:我们的目标是星辰大海。
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