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中國航天員出艙,為何不用噴氣揹包?美宇航員第一次用就發生噩耗

簡介羅伯特兩天後出去使用噴氣揹包進行另一次太空行走,用一點膠帶固定他的通訊帽 ,他經歷了一次完美的飛行 ,許多宇航員在未來的任務中使用噴氣揹包飛行是一個夢想

噴氣揹包怎麼做

無論是中國的空間站,還是國際空間站,目前都有人在那裡“執勤”,完成多種多樣的任務和科學實驗。上個月,中國的神舟十三號載人飛船發射成功,將3名航天員送入空間站。他們進行了出艙行走,

並且,由於他們在太空要停留180天,他們的太空行走任務會更加頻繁。

中國航天員出艙,為何不用噴氣揹包?美宇航員第一次用就發生噩耗

可有人發現,

太空行走雖然艱難,但是美國宇航局早就研製出了適用於天空行走的“噴氣式揹包”,那麼為什麼中國的航天員沒使用呢?是技術問題嗎?

其實,論噴氣揹包技術,從原理上來講並不複雜。甚至在現實的一些體育活動中,噴氣式揹包也已經普遍存在。那麼,為什麼不把這項技術運用到太空中呢?

中國航天員出艙,為何不用噴氣揹包?美宇航員第一次用就發生噩耗

首先有幾點原因:

第一點,

中國空間站已經安裝了機械臂,可以將航天員移動的任何想到的位置,這種機械臂也被稱為“太空變形金剛”。

就在今年7月,中國航天員劉伯明和湯洪波出艙,神奇的機械臂“大顯神威”,將他們移動到了指定的位置,

既安全又方便

。所以裝配噴氣式揹包的作用不是很大。

還有一點,噴氣揹包雖然聽起來高大上,其實它本身也存在很多缺點:

噴氣揹包每次出艙

的時間有限制,而且如果燃料用完,在太空中會非常危險。補充燃料本身也不便捷。

其次,在太空行走中並不安全可靠。我們可以從美國宇航局研發噴氣揹包的過程來進一步瞭解它的發展史。

1903年,萊特兄弟發明了,世界上第一架成功的飛機。僅僅13年後,羅伯特·戈達德發射了世界上第一個液體燃料火箭。

1965 年,

蘇聯宇航員

阿列克謝·列昂諾夫

成為第一個在太空中自由漂浮的人

只受繩索和宇航服的保護

,阿列克謝以前所未有的方式體驗了觀看到地球。

但直到二十年後,人類可以在太空中飛行。

為了

在太空行走期間

宇航員提供更多的機動性

美國宇航局開發了一種名為

MMU

的新機器

這本質上是一個帶有

載人機動裝置

的巨型噴氣揹包

可以讓宇航員輕鬆地在他們的航天器和未來的空間站周圍移動

MMU自 60 年代初開始研發,預計將在雙子座的任務期間使用,但直到 1984 年,噴氣揹包才首次用於在太空中飛行;即使到了 80 年代中期,太空行走也絕非易事,進行 8 小時太空行走所需的精神和身體挑戰是巨大的,維持他們生存所需俄宇航服非常僵硬。因為他們像一個大氣球一樣膨脹,這對他們的運動產生了很大的阻力。

所以雖然噴氣揹包不會使太空行走成為一項簡單的任務,但想法是給宇航員更多的自由,讓他們在沒有壓力的情況下移動 ,使他們的肌肉緊張。噴

氣揹包本身的形狀像一個大揹包,可以連線到宇航員宇航服的生命支援系統上

它有兩個大鋁罐,每個罐都裝有 9 公斤氮氣。這種氮氣將用作周圍 24 個推進器的推進劑,噴氣揹包這些是冷氣體推進器,

它們會簡單地釋放出微小的氮氣來產生推力

因為氮氣從油箱中釋放出來後

它會膨脹並透過推進器的噴嘴射出

產生少量推力並使宇航員移動

這與SpaceX 的獵鷹9 號火箭上使用的系統基本相同,其中一系列冷氣氮推進器用於在,火箭著陸時調整方向以使這些冷氣體推進器工作

氮氣需要以極高的壓力,儲存在噴氣揹包中,

氮氣以

每磅

4500

平方英寸

的壓力儲存

大約是我們在這裡呼吸的空氣壓力的 300 倍

在地球上,但這些推進器有一個缺點,

因為氣體用完,油箱中的壓力會逐漸降低,每次發射時推力會逐漸減小

噴氣揹包的每個臂上都有兩個操縱桿控制器,左側的一個將控制上下左右向前和向後運動,右邊的一個將控制偏航俯仰和滾轉的旋轉運動。

當太空行走時,噴氣揹包有足夠的推進劑,電池續航時間長達 6 小時。但由於噴氣揹包的天才設計,它能夠非常快速地充電和重新裝滿,另一名機組人員允許再繼續太空行走 6小時,所以噴氣揹包似乎是宇航員擁有的神奇工具。

但在第一次試飛時,事情並沒有按計劃進行

美國宇航員布魯斯·麥克坎德利斯和羅伯特·斯圖爾特將測試噴氣揹包,這是一次非常簡單的太空行走,來測試噴氣揹包的功能,但問題在羅伯特離開太空梭之前就開始了。

而在氣閘中,羅伯特按照正常程式打哈欠以平衡耳朵和宇航服裡大氣之間的壓力 ,

但在這樣做的過程中

他通訊帽上的下巴帶斷裂

麥克風

耳機飄到他的頭上

他不希望任務控制中心知道這個問題,以防萬一他們取消了太空行走,所以他與布魯斯和太空梭內的工作人員討論了這個問題,並決定把他的麥克風調整到臉中部。

羅伯特每次

交流的時候,

與任務控制中心溝通時都得大聲喊叫

所有這些喊叫聲加上頭盔內乾燥的純氧空氣,讓他的喉嚨痛得難以置信但是如果他把下巴伸到他的吸管上,耳機就會鬆動,這使得交流幾乎不可能。

儘管如此 他繼續進行太空行走測試噴氣揹包,並飛離太空梭近 100 米。這是他發現下一個問題,他穿著宇航服的昇華器用來冷卻水。

在他的安全檢查表之後,昇華器被冰堵塞了

在他的宇航服中

用來

冷卻

冷卻水的昇華器

,他將溫度控制調低,利用體溫來融化冰,從而在宇航服周圍傳播更多的水。

這立即讓他覺得自己就像是跳進大西洋一樣

所以他現在突然想把宇航服關掉

迅速恢復到正常溫度

當時他想不通了,他關掉了宇航服的風扇和水泵,希望冰從固體直接變成氣體消失在太空的真空中。

所有這一切都導致他頭盔中的二氧化碳水平上升,導致他的呼吸加深,這迫使他轉動風扇。

羅伯特

在整個太空行走中

處理了幾次冰堵

最後回到太空梭並結束太空行走

,儘管這是太空飛行史上最艱難的太空行走之一。

羅伯特兩天後出去使用噴氣揹包進行另一次太空行走,用一點膠帶固定他的通訊帽 ,他經歷了一次完美的飛行 ,許多宇航員在未來的任務中使用噴氣揹包飛行是一個夢想。

但遺憾的是它在1984年底沒有使用太久

在挑戰者號災難之後,噴氣式飛機組最後一次被使用

為了安全,太空梭計劃的許多部分不得不重新設計,噴氣式飛機組被認為是不必要的風險。所以,透過美國宇航員這次災難般的經理,我們也能發現,

噴氣式揹包並不適用於宇航員出艙行走,至少目前不適用。所以,中國宇航員當然要採取更加安全的方式進行出艙行走了。

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