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将尝试高难度技术,神舟十三号

来源:整理 时间:2022-04-03 08:15:40 编辑:手机 手机版

根据神舟十三号指令长翟志刚的介绍,航天员在空间站洗头时,会用一次性头罩把头发包裹起来揉搓。总之,神舟十三号航天员,跟其他长期执行太空任务的国外宇航员以及神舟十二号三位航天员,在轨生活所面临的问题都是一样的,失重改变了他们的生活方式。10月16日0时23分,神舟十三号发射升空,翟志刚、王亚平、叶光富三位航天员参与执行此次太空任务,他们将要在中国空间站在轨生活6个月之久。

神舟十三号即将返回,6个月的生活垃圾会带回地球吗?

神舟十三号即将返回,6个月的生活垃圾会带回地球吗

神舟13号进入返回倒计时!我们将准备迎接翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员回归,他们是真正的英雄,可以说为中国航天事业做出了巨大的贡献。按照计划来看,神舟13号宇航员们开展为期6个月的飞行任务,预计在4月中旬时段返回,那做了些什么呢?举例看一下就行,例如:开展机械臂辅助舱段转位、手控遥操作等空间站组装建造关键技术试验、太空出舱,安装大小机械臂双臂组合转接件及悬挂装置,为后续空间站建造任务做准备,驻留6个月的健康、生活和工作保障技术验证等等,可以说都是“逐步”实现了。

当然,最受大家关注的可能就是太空科学实验,这也执行了两次。让不少的青少年了解到了——太空失重状态之下,不同的科学实验是不一样的状态。所以,虽然未亲自走入空间站,但是太空实验已经让我们“身临其境”了。然而,宇航员们在太空之中,也承受着巨大的挑战。我们举例说明一点。宇航员们“变胖”了,他们有多辛苦?疑惑?变胖了还说自己有“压力”?不知道的人可能会说,这太空的伙食太好了,宇航员们在上面吃得好,睡得好,完全是太舒服了。

然而呢?其实并不是,宇航员们所承受的压力太大了。他们的这种胖完全不是我们想到的“长胖”,而是一种身体反应。受到太空失重环境之下的“浮肿”,这就是他们所承受的一部分,肯定并没有大家想得那么简单。虽然话是这样说,这种“浮肿”现象属于一种正常的生理反应。但是,与我们在地球上所承受的完全不一样,也不是一般人可以直接承受的,宇航员们在地球进行训练的时候,就已经从“0基础”承受了在太空失重状态之下的一个转变过程,而过后在进入到空间站之后,会再次适应。

所以,在进入空间站之后,又会重新进行调整。并且宇航员们处于失重以后,体液需要重新分布,而且往头部分布得更多一些,整个身体所承受的“冲击”都上升到了身体的上面。所以航天员看上去会显得比较胖。同时,由于人的肌肉也有重量,在地面时,肌肉受到向下的力,在太空中,由于肌肉失去地心引力牵引,还会出现“拉皮”的美容效果。

就像是有东西将自己的身体不断往上面“拉扯”一样,一般人根本都无法承受。虽然随着时间推移,航天员适应失重环境以后,这种情况会有所好转。但是,回到地面的时候,宇航员还要承受一样的事情,那就是失重对人体体液分布的影响,又会从最初往上“冲击”转变为往下“冲击”,达到我们地球上所承受的状态。所以,这种挑战对宇航员们来说,真的是太辛苦了。

当然,这里我们简单地了解了一下宇航员们所面对的困难,承受的压力有多大。然而对于在太空环境之中,生活肯定也是不一样的,与地球也存在差异。失重的环境下,生活面临的问题有多大?既然我们说了,失重状态与地球完全不一样,那么生活肯定也不一样。最为直观的大家应该看到过,那就是宇航员们完全是飘在空间站之中的。要想站立起来,需要一些支撑点才可以。

而在太空,失重环境下的漂移、饮水、吃饭,甚至睡觉都和地面有很大的区别。例如:吃饭的饭菜,都会处于飘动状态,而自己在将食用的时候,也需要支撑来进行食用,米饭,菜等不会动,它与我们看到的宇航员一样,“飘忽”模式。就算是一滴水出来了,都是飘动,所以生活面临的问题也相当大。而在吃饭之后,自己所产生的饭菜垃圾——厨余垃圾等,还要进行分类,不会像我们地球上一样,直接就将其倒在一起,完全不管了。

而这里就是我们需要讨论的,那就是大家说的产生的太空垃圾如何处理,是不是就可以随意放在空间站之中就行呢?这样会不会有什么影响?其实处理看上去是难,但是也不得不进行处理。神舟十三号即将返回,6个月的生活垃圾会带回地球吗?在空间站生活期间,难免会产生大量的垃圾,不过不同的垃圾,处理方式也不一样。为了防止滋生细菌污染整个空间站,垃圾处理非常严格。

纸巾、塑料袋等普通垃圾可以抽真空压缩以减小体积,这样才能存储更多垃圾,方便进一步处理,而对于食用的饭菜来说,3位航天员对厨余垃圾进行了分类,食品包装袋要放到专门的大袋子里,湿垃圾也会另外回收,进行严格的分类才行。并且,在太空失重环境下,如果乱扔垃圾,悬浮在空中的食物残渣或水珠一旦被航天员吸入肺中,就会造成窒息甚至危及生命。

所以丝毫不能松懈。而对于空间站来说,水是最为稀缺的。所以,宇航员们的尿液也会再次循环利用。在卫生间之中,有专门的排尿设备会将尿液直接抽走,经过专门的处理系统,旋转蒸馏,冷凝收集,净化再利用,包括电解制氧、二氧化碳去除,有可能饮用,残留的尿碱浓缩液则进行压缩打包。所以,水的问题其实是宇航员们面临的最大问题,不过技术已经可以彻底净化尿液了,竟然可以进行再次利用,说明已经不存在任何的影响。

所以大家不要想太多。而在这些太空垃圾打包之后,空间站上的垃圾可能需要一年才能运回地面,这就是大概的情况。当然,我看到不少的解释说,有飞船返程时就会将所有垃圾袋入大气层进行燃烧。但是在神舟十三号三位航天员的太空旅程过半,空间站生活 忙碌又精彩(科技视点)的报告之中,没有明确说明,只是说空间站上的垃圾可能需要一年才能运回地面,这意味着我国空间站的垃圾是要返回地面,可能存在不一样点,大家参考一下。

神舟十三号,航天员在太空上一次厕所,需要耗费多少钱?

神舟十三号,航天员在太空上一次厕所,需要耗费多少钱

国际空间站运行20年花费1600亿美元,光马桶就价值1900万美元;我国天宫空间站研发建造的成本在500亿元人民币左右,远远低于国际空间站。10月16日0时23分,神舟十三号发射升空,翟志刚、王亚平、叶光富三位航天员参与执行此次太空任务,他们将要在中国空间站在轨生活6个月之久。我们知道,在距离地面400公里左右的太空上,空间站里的微重力环境让航天员们的生活与在地面大有不同,他们无论做什么都得“飘着”,吃饭、喝水、睡觉甚至上厕所都很不方便。

而且此次空间站任务还迎来了我国第一位女性航天员王亚平同志,在轨生活跟神舟十二号相比又有了新的挑战,比如女性航天员的隐私问题、生理期问题等。那么问题来了,航天员在轨生活与在地面上有何不同呢?他们要如何上厕所?上一次厕所大概需要花费多少呢?我们一起来看下这几个问题。航天员在轨生活有什么不同?空间站环境最大的特点就是失重,神舟十三号航天员在轨六个月,生活的方方面面都跟在地面上有所不同。

而且他们的身体也会为了适应失重而发生一些变化。根据数据测算,航天员在轨183天,肌肉量会减少40%左右,骨质也会大量流失,心血管系统也会变得更加脆弱,航天员们为载人航天事业做出了巨大的牺牲。首先是吃饭的问题,航天员不能像在地面上一样打火锅,也无法吃到新鲜的蔬菜。不过核心舱内配置了120多种营养均衡、保质期长的航天食品,很多都是根据航天员的口味来配置的。

其次是洗澡问题,空间站的水资源是宝贵的,没办法让航天员们泡澡,而且因为失重的原因,他们也不能淋浴,洗头洗澡都不太方便。根据神舟十三号指令长翟志刚的介绍,航天员在空间站洗头时,会用一次性头罩把头发包裹起来揉搓。先是使用带有洗发乳的头罩,接着换上含水的头罩,最后使用干燥的头罩将头发擦干,三个头罩用完后都是直接当生活垃圾收集起来的。

洗澡的话跟洗头差不多,都是采用揉搓擦拭的方式,在帘子格挡的私密空间里,航天员可以擦拭身体。航天员睡觉也大有不同,他们没办法感受在地面上躺在床上的那种放松感,因为在空间站睡着了也是飘着的,他们睡觉时需要把自己固定起来。天和核心舱有三个单独的“卧室”可供航天员休息,每个“卧室”都有门帘,隐私保护比较周到。

总之,神舟十三号航天员,跟其他长期执行太空任务的国外宇航员以及神舟十二号三位航天员,在轨生活所面临的问题都是一样的,失重改变了他们的生活方式。航天员是怎么上厕所的呢?如果说吃饭、洗澡、睡觉还不算太麻烦的话,那么在空间站上厕所就是个技术活了。失重环境下的便便并不会自己主动落下,如果操作不当,出现“飞翔”事故都是有可能的。

我国空间站的马桶长什么样,目前还没有看到官方公布的相关消息,不过我们可以从国际空间站宇航员们上厕所的方式上,对我国空间站的相关问题进行推测。目前国际空间站一共有两个厕所,一个是俄罗斯研制的,一个是美国舱段内的马桶。与其说太空厕所是个马桶,倒不如说它是个完整的“通用废物处理系统”,整个马桶都科技含量十足。

航天员小便时,需要对准一个漏斗形开口的软管,尿液会顺着软管被吸到液体净化处理系统,处理过后的尿液符合饮用标准,继续作为生活用水供航天员使用。航天员上大号也是个技术活,空间站的马桶开口并不像普通马桶的开口那么大,大概只有10公分。航天员先用厕所的各种绑带把自己固定在马桶上,确认对准小小的马桶开口后才能方便,马桶内部的负压系统把排泄物吸走,经干燥处理后会收集起来,跟其他固体生活垃圾一起装入相关收集器里。

总之空间站马桶是个科技含量十足的完整系统,航天员上厕所都需要训练,这个系统的价值也贵的惊人。航天员上一次厕所需要耗费多少钱?介绍完航天员在空间站生活的不同之处,以及航天员上厕所的相关内容,接下来我们回到此次讨论话题的本身:航天员上一次厕所需耗费多少钱呢?说实话这个问题还真不好回答,也没有任何官方媒体公布过相关问题的答案,我们只能利用有限的数据进行推测。

前面我们已经介绍,空间站的厕所是一个完整的“废物处理系统”,航天员的固体排泄物会被收集起来,干燥处理之后跟其他固体生活垃圾装到一起,在载人飞船返回地球时抛到大气层中燃烧掉。航天员的尿液也会收集起来,但不会丢弃,空间站的水资源太宝贵,这些尿液经过净化处理之后会重新利用。一般情况下,人每天平均需要排便150~200克,排尿1500~2000毫升。

我们如何居中数值,按每天排便175克,排尿1750毫升来计算,神舟十三号三名航天员在轨六个月时间里,排便总量将达到94.5千克,排尿总量为964千克(将毫升换算成千克,尿液密度要稍微大一些)。也就是说三位航天员在轨六个月的排泄物(大便和尿液都包括)是巨大的。但好在占比主要的尿液是净化之后循环使用的,需要抛掉的固体排泄物只有94.5公斤,经干燥处理后重量会更少。

所以航天员在轨六个月产生的固体排泄物在空间和重量占用方面并不大,处理成本也就不会太高。航天员产生的尿液需要过滤、净化,所依赖的是天和核心舱内生命保障系统的水处理子系统,而且是跟其他液体一起处理的,比如洗澡水、汗液等。所以我们完全可以这样理解:航天员在空间站上厕所需要消耗的费用,主要从设备本身的成本考虑就可以了,也就是整个厕所系统的成本。

那么我国空间站“厕所系统”的成本是多少呢?目前没有任何官方公布过相关信息,我们只能从国际空间站厕所的相关信息入手。国际空间站从研发到运行20年时间里,一共耗费了相关国家总计1600亿美元左右的费用,这个成本是巨大的。我国空间站虽然没有国际空间站大,但是天宫空间站是我国独立运营的,单独使用的空间比任何一个国家的舱段都大。

而且我国空间站从研发到目前运营阶段,一共才花费了500多亿元人民币(这是根据相关报道得来的数据,具体费用并不清楚)。那么马桶值多少钱呢?目前国际空间站上有两个厕所,最早的是美国从俄罗斯购买的马桶,花费了1900万美元。而最新的一个马桶是美国去年自助并送至空间站的,花费了2300万美元的成本,新一代马桶让女性宇航员使用会更加方便。

根据这些信息,可以推测我国空间站的马桶,应该不比美国最新的马桶落后,也会全面考虑女性航天员的使用情况。不过从整体空间站的成本来看,我国空间站的马桶成本应该比美国的马桶成本低的多,甚至可以打个对折,按照1150万美元来算,换算成人民币约合7200万元。7200万元是我国空间站厕所系统的整体估算成本,按照空间站10年的设计寿命来算,平摊到每天使用的费用大约为19726元。

如果按照三位航天员每人每天上四次厕所(一次大号,三次小号)来算的话,平均每人每次上厕所的耗费大约为1643.8元。结语神舟十三号已经成功发射,三位航天员将要在空间站失重的环境下生活六个月,生活的方方面面都会有所不同,他们为我国航天事业做出的牺牲值得人们尊重。通过上文的分析,我们得出了航天员上一次厕所需要消耗的费用,1643元/次的成本看起来吓人,但相比空间站为我国航天事业以及相关民用产业带来的收益,这点成本不值一提。

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