刊登日期 : 2022-11-09
本文供太空棋盘游戏使用。游戏进行时,请按照棋盘上的“指令”,找到对应的“航天百科”内容,齐齐学习太空科学知识,了解中国太空人从地面训练到太空“出差”的全过程!
步数3 失重飞机飞行训练
失重是航天飞行中特有的物理现象之一。为了让太空人了解失重环境,熟悉和掌握失重环境下的运动和操作技巧,失重适应性训练必不可少。其中失重飞机训练是一项负荷较大、艰苦而且有一定风险的训练,对太空人的身体和意志也是一种考验。
失重飞机每次做抛物线飞行,可产生大约25至30秒的失重环境。训练分为两类:一是失重条件下机体的一般感受和反应体验、漂浮训练、定向能力训练等,太空人要学会在失重条件下保持姿态平衡和运动的方法;二是操作技能训练,太空人要学会在失重条件下穿太空衣、进食饮水、阅读书写等技能,以提高工作效率。
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步数7 水下模拟出舱训练
水下失重训练是国际公认最有效的失重模拟手段。在10米深的水槽中放置1:1的太空站或飞船模型,模拟太空失重环境,让太空人体验和熟练掌握太空出舱活动操作的方法和技巧,包括开关舱门、舱外行走、舱外作业等。
训练时,太空人身穿相当于舱外太空衣的水下训练服,潜水员会调整训练服上铅块的数量位置,使太空人的重量与水的浮力相抵,达到中性浮力状态。
中国女太空人王亚平曾透露,她的水下训练时间达上百小时,每次训练要穿上200公斤重的水下训练服,持续4至6个小时,体能消耗相当于跑完一次全程马拉松。
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步数11 超重耐力训练
超重耐力训练称得上是一项“魔鬼训练”,太空人要在高速旋转的离心机内承受8倍重力加速度(G力)训练,而普通人群最大只能承受3至4倍重力加速度。训练期间太空人的脸部肌肉会因为强大的牵扯力而严重变形,眼泪不自觉地往外流,同时感到呼吸困难,还会出现脑部缺血的情况,这时他们仍须完成各种技术动作。
超重耐力训练的目的是让太空人在飞船上升和下降的过程中都能承受巨大的过载,始终保持清醒并正确操作。
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步数14 长征二号F火箭
长征二号F是现阶段中国唯一的载人运载火箭,从杨利伟乘神舟五号一飞冲天,到2022年6月神舟十四号太空人运行建造太空站任务,都离不开它的举托。长征二号F火箭发射成功率100%,被誉为“神箭”。
载人火箭除了要安全可靠、有足够推力把载人飞船送上太空外,更必须具备逃逸救生系统,以保障太空人安全。长征二号F火箭的逃逸救生系统配备两套控制设备,若主控制设备出现故障,可立即切换到备份继续工作。
另外还配备了故障自动检测处理系统,即在火箭等待发射阶段和上升阶段,可对故障进行自我检测和诊断,并发出讯号。若故障发生时,太空人在发射塔而未进入飞船,即可跳进塔内的“逃逸布袋”逃生;若故障发生时,太空人已进入飞船,飞船即将或已经起飞,则自动故障检测处理系统会启动第二重逃逸设施──逃逸塔。
逃逸塔是长征二号F顶上像避雷针的部份。若故障出现在发射后120秒内,即火箭处于0至3.9万米高度时,引擎便会点火,使逃逸塔带著神舟飞船与火箭分离,并迅速离开火箭轨道,防止与火箭相撞。到了安全空域,飞船返回舱便打开减速伞,慢慢著陆。
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步数26 中国太空站机械臂
中国太空站机械臂由“天和”核心舱机械臂和“问天”实验舱机械臂组成,前者是大臂,后者是小臂。
核心舱机械臂展开长度为10米,最多能承载25吨的重量,是空间站任务中的“大力士”,主要承担舱段转位、太空人出舱活动、舱外货物搬运等8大类在轨任务;问天实验舱的小机械臂要则“短小精悍”,长度只有约5米,承载能力为3吨,这个“小臂”的设计目的就是抓握中小型设备,进行更为精细化的操作。
大小机械臂可以独立展开工作,也可以通过双臂组合的方式,连接在一起使用,两臂对接后长度达15米,可以扩大机械臂触达范围与距离。
15米长机械臂,已比国际太空站上欧洲机械臂的11.3米,以及日本的9.9米胜一筹,但比美国使用的长17.6米“加拿大臂2”稍弱。若要比较“爬行”转移位置后的抓握能力,则中国机械臂更有优势。
步数32 天宫课堂
“天宫课堂”始于2013年6月20日,中国女太空人王亚平在“天宫一号”进行首次太空授课,为全国中小学生演示失重环境下独特的物理现象。从此之后,“天宫课堂”开始成为开展科学知识普及的国家品牌。
天和核心舱发射后,中国太空站进入在轨建造阶段,“天宫课堂”更加活跃,中国太空人“变身”做太空教师,在九天之上向全球观众演示科学实验并揭示背后的科学道理,激发了大众特别是广大青少年朋友探求科学规律、探索宇宙奥秘的热情。
“天宫课堂”的备课过程并不简单,除了有航天系统的专家参与,还有高校教师与科研人员、中小学老师等。在“天宫课堂”开课前,太空人亦需要反覆测试保证实验效果。
步数34 如何在太空站如厕和洗澡
太空站内的如厕设施类似吸尘器,通过负压引流收集排泄物,对尿液进行预处理和水气分离,收集的尿液要进行处理回收水分,这些水分可以用于马桶冲水。大便则要防腐处理,并进行减容封装。
洗澡方面,太空人虽然不能享受和地球上一样的淋浴和泡澡,但每人都能够在一个“包裹式淋浴间”内,手持喷枪把自己擦拭干净;洗头的时候,则是把浴帽套在头上,用免洗的洗发液揉搓,然后擦干净。
步数35 太空站睡眠区
在太空中,太空人也能实现“睡觉自由”。中国太空站为每位太空人安排了独立睡眠区,确保睡觉不受干扰。
尽管“睡姿”不太影响太空人睡眠质素,但要睡得安稳安心,还需要一个太空睡袋,而且睡袋必须被固定在睡眠区,否则熟睡后呼吸产生的推力,便足以令太空人在太空站飘来飘去。
步数40 中国首位女太空人出舱
2021年11月7日,中国太空人翟志刚、王亚平先后从天和核心舱节点舱出舱。王亚平成为中国首位进行出舱活动的女太空人,标志着中国女太空人首次实现“太空漫步”,体现了女性在航天领域地位和重要性的进一步提升。
中国科学家为此悉心准备,包括打造了一套更轻、穿着更合身,操作起来更轻巧灵活的“女版”舱外航天服。据王亚平忆述,出舱一刻感觉是打开了另外一个世界的大门,她飘出舱外,置身浩瀚宇宙、尽享天外之天。