不穿宇航服进入太空,会出现什么事?1971年宇航员的教训给出答案

以山爱科学 2024-11-07 03:58:13
导读:

在科幻电影中,人类暴露在太空中有着各种想象,比如很快会被冰封,或者因为体内的压力大于真空,身体最脆弱的部位爆开等等。

这些科幻电影中的场景,其实是没有什么科学依据的。

比如身体在极短的时间内被冰封,这种情况是绝对不会出现的。

因为太空属于真空环境,在这种环境中人体的周围没有介质,而热传导是需要介质,哪怕是有微薄的气体也行,所以这就阻断了通过热传导方式导致热量流失的现象出现。

再加上因为没有气体,那么吹冷风的现象也不会出现,所以热量的损失更进一步的降低。

这种时候人体只能通过一种方法丧失热量,这就是热辐射。

而热辐射的散热是最缓慢的,这个过程就像是热水瓶为热水提供保温的过程一样。

而这个保温的时间,会维持十二个小时到二十个小时,在这个过程中,身体会被慢慢的冻结起来。

所以被快速冰封是绝对不可能出现的。

那么会出现什么样的情况呢?

在现实当中,有三位宇航员因为事故,再加上没有穿宇航服,将身体暴露在了太空中,导致死亡的事情出现。

那么今天就来说一说这件事。

事情的经过

上个世纪,美国和苏联在航天领域展开了竞争,在1969年的时候,美国抢夺了先机,首先实现了载人登月。

那么在这种情况下,苏联必然会进行反击。

于是苏联就开始计划在太空中建立空间站,在1971年的四月,苏联将礼炮一号送上了太空,建立了人类历史上的首座空间站——礼炮一号。

当然这座空间站仅仅是一座实验型的空间站,很多技术还需要进行验证,比如对接。

所以苏联派出了联盟十号执行这项任务,虽然联盟十号成功的升空,并接近了礼炮一号。

但在对接的时候出现了故障,所以联盟十号无功而返。

到了1971年的六月六号,苏联又进行了第二次的尝试,于是联盟十一号被送上了太空。

这次的对接非常的顺利,三位宇航员进入到了礼炮一号内部,并完成了很多的任务。

比如,观察失重状态下的植物生长,对星空地球的观察等等。

任务完成之后,他们在二十九号的时候,打算返回。

至此三人首创驻留太空最长时间记录——二十三天十八小时二十二分。

1971年的六月三十号,三位宇航员降落在了中亚大草原上,救援人员立即冲向了联盟十一号飞船,来迎接他们的英雄。

当打开返回舱的舱门,他们却看到了一动不动的宇航员。

怎么回事?

很多人无法相信眼前发生的事情,毕竟在返回时刻,三位宇航员还和地面进行了通讯,怎么就这样了?

观看三位宇航员的体外特征,面部没有什么特殊的表情,但脸上有一些斑块,鼻子和耳朵出了血。

救援人员并没有放弃,而是迅速的进行了抢救,最终抢救失败,宣告三位宇航员全部牺牲。

而现场的医生给出的死亡原因是窒息而死。

为了寻找三位宇航员牺牲的原因,就开始对整件的经过进行了重新的排查。

最终找到了原因,轨道舱和返回舱在进行分离的时候,返回舱的压力阀被震开了。

这种情况直接导致了舱内的气压急剧下降,相当于人体直接暴露在了太空中。

当然如果处理及时,问题还不大,只要手动关闭等压阀即可。

但问题是,他们在这种情况下身体已然暴露在太空中。

所以留给三位宇航员反应的时间已然不多了,而这不多的时间,让他们根本无法将等压阀关闭,于是他们牺牲了。

调查结束之后,就要反问,为什么会出现这种情况呢?能不能避免?

如果三位宇航员在返回的时候,穿着宇航服,这种情况是可以完全避免的。

但他们在返回的时候,恰恰没有这么做,是不愿意?

不是,是因为返回舱的空间太过狭小,如果三个人都穿上宇航服是不可能进入到返回舱内部的,挤都挤不下。

所以他们只能脱掉宇航服,以至于出现了这种问题。

那么在地面上,科学家们没有发现这个严重的疏漏吗?

其实在飞船设计的时候,就有科学家提出了这个问题,但这个问题在上报之后,被否决了。

所以事情调查结束之后,苏联航天部门的负责人被解除了职务。

此后,苏联对联盟号飞船进行了改进,二代飞船用了两年时间设计,乘员也从三人变成了两人,而且做了一项硬性规定,在返回地面的时候,宇航员必须穿上宇航服。

不穿太空服能活多久

首先人类不穿宇航服进入太空之后,最先面对的是氧气的缺失,毕竟太空属于真空环境。

这个时候,身体无法从外界获得氧气,那么只能从血液中存储的氧气来维持生命体征。

但血液中的氧气并不多,只能维持十五秒左右的时间。

十五秒之后,没有氧气的血液在大脑中循环,而大脑因为得不到氧气,就会慢慢的失去知觉。

其实到这个阶段,这具身体已经可以宣布死亡了。

当然了,如果在这个阶段(注:在一分钟到两分钟之间),身体被迅速的放入到一个有氧气的地方,那么身体还是有被救活的希望,而且成功率还非常的高。

那么除了面对这种情况还会遇到什么麻烦呢?

在地球上,人类的呼吸是依靠大气压来完成,可当身体暴露在太空中,太空中可没有什么大气压。

这个时候,因为人体自带的气压,肺部会膨胀起来。

说到这里,按照思维习惯,似乎憋住气是一个阻止肺部膨胀起来的好办法。

其实恰恰相反,如果憋住气阻止空气离开身体,会让肺部以更快的速度膨胀起来。

因为肺部的膨胀是因为体内压力造成的,如果憋住气,这会让体内的压力变的更大,所以肺部膨胀的速度会变的更快。

最好的办法是,按照平常的呼吸节奏,进行呼吸。

再有就是身体直接暴露在真空中,会遇到体液沸腾的现象。

这就需要了解一下液体沸腾的定义。

定义是这么说的,液体的温度达到一定的温度,就会沸腾。

而这个一定温度会根据液体的不同而不同,那么是什么决定这个不同温度的呢?

当液体的蒸气压和周围空气的压力相同的时候,这个时间液体的温度就是液体沸腾的温度。

所以液体的沸腾不仅和特定的温度有关,还和气体压强有关。

这也是为什么,在地面上随着高度的提升,液体的沸点会下降的原因。

因为气压变低了,蒸气压等于气压的温度也会随之降低。

有了这个知识点,再来看看太空。

太空是没有气体的,所以就不用谈气压的问题,而人体的温度是在三十七度。

所以当身体直接暴露在太空的时候,身体内的唾液、眼泪、汗液、甚至是血液会立即沸腾,并开始蒸发。

不过血液会在这些体液沸腾之后,才会沸腾,因为血液循环系统的存在,血压会将血液的沸腾阻止一段时间。

不过这个时候,氮气分子却会从血液中分离出来,这是一种汽化现象。

而血液遍布全身,所以身体会发生肿胀。

最严重的肿胀,会让身体的体积膨胀到原来的两倍。

(注:其实皮肤也是一件很好的增压服,身体就算是膨胀两倍,也不会发生爆炸)

当然血管不会因为血液沸腾而完全爆开,毕竟血管是有一定的弹性。

但一些毛细血管就不能幸免于难了,会发生破裂,到时候眼球周围会出现非常多的红血丝。

那么这个时候,可以想象得到身体的其他部分器官会出现什么现象。

以上文提到的三位苏联牺牲的宇航员为例。

后来做了尸体检查,发现他们血液沸腾的同时,肺部还出现了栓塞现象,脑部伴随着出血。

这种状况维持了四十秒,而他们掌控身体的时间绝对不会超过四十秒。

所以当压力阀出现问题,在想到解决问题的办法之后,他们已经无能为力了。

所以三位宇航员的牺牲,最终被定为血液沸腾,急性缺氧而死。

太空服的分类

太空服分两个类型。

其一是压力服,通常用来返回地球或者升空的时候穿。

这种宇航服的作用就是在出现事故,尤其是减压事故时,保护宇航员安全的。

上文提到的三位苏联宇航员,就是没有穿这种宇航服,而出现了悲剧。

当然这种宇航服,还会搭配氧气罐,以及一些衬垫(注:抵抗太空辐射)。

其二就是一般人认为的舱外宇航服。

这种宇航服其实就是一个小号的飞船,内部不仅有压力服,还有一套生命维持系统。

有意思的是,在里面有一套一百米长的微管,内部是四度到十度的水在里面流过,用来散热。

请不要惊讶,穿着这样的宇航服出去,是为了工作,工作长了出汗是必然的。

而且出了汗,会出现水雾,这会为工作环境造成一个很大的麻烦。

当然除此之外还有很多层。

这样的一个舱外宇航服,通常情况下可以维持六个小时到八个小时的工作时间,这取决于宇航服外边氧气罐的容量和不同人新陈代谢的快慢。

不过为了安全起见,舱外宇航服还有一个应急氧气包,有三十分钟的额为氧气。

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