航天员在太空将面对哪些挑战？太空失重是最大挑战
http://img1.gtimg.com/news/pics/hv1/113/53/2142/139297178.jpghttp://img1.gtimg.com/news/pics/hv1/114/53/2142/139297179.jpghttp://img1.gtimg.com/news/pics/hv1/115/53/2142/139297180.jpg昨日7时30分，搭载着神舟十一号载人飞船的长征二号F遥十一运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空。 新华社记者 李刚 摄昨日神舟十一号载人飞船搭载着2名航天员成功发射，开启了33天的太空之旅。“神十一”有哪些新技术和亮点？长达一个月的时间里，航天员又将面临哪些挑战？1 神十一发射为何选酒泉卫星发射中心？中国科学院院士、长二F火箭原总设计师刘竹生表示，之所以选在酒泉，是考虑到载人飞船正常着陆的安全。载人飞船的着陆场通常要选择在广袤平坦、人迹罕至的地方，这既可避免返回舱在着陆时因撞到特殊地形而受损，确保航天员的安全，又能防止返回舱在降落时砸到人。目前，我国载人飞船的主着陆场——四子王旗，就可满足全部条件。那么，选择着陆场与选择发射场之间又有什么关系？刘竹生介绍，飞船在太空中的飞行轨道与地球赤道间有一个夹角，叫轨道倾角，这个倾角由任务需要而定。由于改变轨道倾角需要消耗大量燃料，飞船从发射到返回，轨道倾角不会有太大的变化。而飞船绕地球转一圈的时间跟地球自转时间比要短得多，在相同倾角下，每一圈又会经过不同的地方。根据轨道的这些特点，如果在酒泉卫星发射中心发射，飞船飞行若干圈后，将在理想的着陆场着陆。此外，火箭喜欢干燥的天气，酒泉卫星发射中心干旱少雨，一年中的大部分时间都是晴天。通过统筹考虑基础设施、历史条件等多种因素，酒泉卫星发射中心才成为“神箭”飞天的地方。2 飞船披上神奇“外衣”飞船此次披上神奇的“外衣”，就像人类的衣服一样，天冷时能保暖，太阳照射时能防晒，并结合飞船的结构特点以及各个舱体的功能特点进行“量体剪裁”。新京报记者 贾世煜 通讯员 张立推进舱里面密集地布置了多种设备，主动流体回路的散热辐射器也安装在推进舱，因此推进舱对散热的要求很高。首先，在推进舱的舱体结构上设计了一圈浅绿色的有机涂层散热面；其次，舱体上安装的辐射器外表面则选用了纯白色的热控涂层，这身清爽的“散热衣”，能极大地提高辐射散热能力。返回舱承担着将航天员安全带回地面的重要使命，需要耐受返回过程中穿越地球大气层时的高温烧蚀环境，所以返回舱外衣的里层是厚厚的划分成网格状的防烧蚀材料，在外表面再喷涂特殊设计的有机热控涂层，不仅提高外热流吸收能力还能降低红外辐射能力，为保证在轨期间的返回舱温度条件提供有力支持。轨道舱是航天员生活和工作的主要空间。轨道舱的外衣由多层隔热材料组件构成，厚度约为2厘米。它能够高效地隔离空间环境与轨道舱舱壁之间的换热量，极大地减少舱体表面的漏热，同时降低轨道外热流剧烈变化对舱体温度的影响。在多层隔热组件的外表面，还有一层华丽的复合膜，它的功能是要提高飞船对轨道原子氧等粒子的防护能力。3 智能APP可掌握飞船所有情况在神舟十一号飞船中使用的仪表控制器应用软件，就是航天员的智能APP。在这款软件中，汇集了神舟十一号飞船14个分系统的所有数据，而且能够显示与飞船和航天员相关的54幅页面图，还能够为飞船的自主应急返回寻找最佳的落点。有了这样一款智能的太空APP，航天员就可以一目了然地掌握自己和神舟飞船的所有情况。在未来的空间任务中，还将根据需要适当开发具有部分娱乐功能的界面，以便缓解航天员的精神压力。 新京报记者 贾世煜 通讯员 张学良4 LED光源点亮飞天路神舟十一号飞船舱内照明设备（近距离泛光照明）和交会对接照明设备（远距离投光照明）均采用了现有民用市场上大量存在着的LED光源，也就是固态照明光源。LED光源的耐冲击、抗震动、体积小、功耗低等特点使其非常适合在航空、航天等条件苛刻的环境中使用。同时，研制团队还解决了LED对高温低温环境比较敏感、照明设备的空间环境适应性等难题。当飞船进入地球阴影区时，航天员在舱内仍然可以正确判读仪表，手动操作各种开关；飞船与空间实验室交会对接也多了一分成功的保障。 新京报记者 贾世煜 通讯员 杨军5 巨型降落伞可塞进冰箱降落伞主伞面积约1200平方米，全部展开后可以覆盖三个篮球场。其重量不到100公斤，收拢后装进伞包内的体积还不到200升，可以塞进普通的家用冰箱。整个包伞流程有几十道工序，包括晾伞、叠伞衣、梳理伞绳、整理伞包、装填降落伞、封包等。 新京报记者 贾世煜 通讯员 李少腾6 航天员将面对哪些挑战？●生活挑战衣食住行都是技术活衣在太空，穿衣可比在地面费时费力得多，航天员首先要固定好身体，以免“飘”走。新“家”并不具备洗衣条件，所以每名航天员携带了7套航天服，每4天更换一次。在航天服内衬方面，科研专家下足了功夫，既能保暖也增加了舒适性；新研制的企鹅服，通过对航天员的肌肉产生力的刺激，从而避免航天员肌肉萎缩。食航天食品营养专家此次为航天员准备了6大类100多种食物，土豆烧牛肉、萝卜烧三珍、油焖笋、白菜蛋花汤、牛肉米粉等应有尽有。科研人员还研制了太空食品加热装置，确保航天员在太空中能够吃到热食。新“家”首次配备了多功能平台，这样航天员如同在地面一样可以端盘上桌。住睡前，航天员需固定好睡袋，以免睡着后在舱内飘荡。太空昼夜交替比地面快，这可能会导致睡眠紊乱。新“家”专门设置了睡眠区，躺在睡袋里，航天员可以享受私密空间。清洁卫生方面同样有所改善，航天员可以使用含水量更多的湿巾进行自我清洁，集便袋内气压低于舱内，可防止气味扩散。行长期驻留国际空间站的航天员，他们的脚底光滑，脚背却磨出茧子，这是因为他们要经常勾着脚限制器进行舱内活动。相比天宫一号(微博)，新“家”增加了软扶手，地面也换成了硬质地板，这样既方便航天员舱内活动，也有了一种脚踏实地的感觉。●失重挑战长期“倒立”不好受太空失重，是航天员到天上的最大挑战。在地球，完全的失重状态是无法模拟的。几乎每名新航天员都要经历这样一个场景：飞船进入轨道后，人的体液和血液从下肢向头部涌，会感到头部发涨、眼压增大。景海鹏描述这种感觉类似地面倒立。在舱内活动，任何接触造成的反推力都能轻松把人弹开，航天员不仅要学会手脚并用地固定身体，还要养成物品使用后归位的太空习惯。●心理挑战对心理素质要求更高“神十一”只有2名航天员，任务期却达33天。人少了，时间长了，对航天员心理素质提出更高要求。长期处在密闭、狭小、隔绝的环境中，对人的心理将产生负面影响，会导致工作效能下降，为此航天员首次采用周工作制，6天工作1天休息，通过劳逸结合的方式确保任务顺利完成。此外，在专业心理医生支持等基础上，还研制了基于虚拟现实技术的心理舒缓系统，升级了天地信息交流系统，航天员可以随时和地面沟通信息，与亲友进行音视频交流以缓解压力。●健康挑战面临多种太空病考验太空病是航天员的健康大敌。在特殊的太空环境下，人的心血管、肌肉、骨骼会发生变化，甚至病变。在太空，血液首先往头部、上肢转移，航天员会不同程度出现心血管调节紊乱、功能失调的症状，而在第30天前后，心血管系统将经历最大反应期，这是航天员要面临的一道“坎”。随着驻留时间的延长，航天员肌肉萎缩程度将更为明显。其间，航天员可以通过自行车功量计、拉力器、太空跑台等器材加强锻炼，以有效对抗肌肉萎缩。持续性骨丢失是长期太空飞行的重要问题。为此，航天医学专家研制了骨丢失对抗仪，每天穿戴20分钟，帮助航天员有效抑制骨丢失。●角色挑战航天员将扮演不同角色这次飞行任务，航天员将扮演多种角色，既要担任驾驶员、科学家，又要充当医生、工程师，是名副其实的“百变大咖”。驾驶员 驾驶太空飞船与开飞机大不一样。从神九开始，航天员必须学会手动完成飞船与天宫的交会对接。他们紧盯屏幕，驾驶飞船一点点逼近，直到两个航天器对接成功。科学家 天宫二号是最忙碌的空间实验室，航天员在天上将开展空间材料制备和空间植物培养实验等。医生 航天员将首次在太空对自己进行B超检测。要知道，专业医生需训练一年才能临床操作，而景海鹏只用几个月就已熟练掌握。工程师 这次任务要验证在轨维修的可行性，接下来，我们会看到，航天员操纵天宫二号上的机械臂，进行拧螺丝、拆卸设备等维修操作。●实验挑战太空之旅变得异常繁忙从来没有哪一次载人飞行像这一次，航天员直接参与的实验如此之多：首次由航天员直接操作的空间材料制备实验、首次“从种子到种子”的空间植物培养实验、首次在轨维修实验、首次失重心血管功能研究、首次太空脑机交互实验……大量在轨实验操作，将使漫长的太空之旅变得异常繁忙。航天员要把各学科专家的想法、目标、理念在太空实现，再把样本带回来，任务非常艰巨。在轨实验涉及空间技术、空间应用、航天医学等众多学科，学科跨度之大前所未有。为掌握各学科实验的相关理论和操作技巧，每名航天员累计进行了超过3000小时的学习和训练。
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