載人航天是當今世界最複雜、最龐大、最具風險性的航天工程，那麽(me) ，人類為(wei) 什麽(me) 還要斥巨資發展載人航天事業(ye) 呢？首先，人類永無止境地探索自然奧秘的本性，促使人類在繼陸地、海洋、天空之後，向更新、更廣闊的太空邁進；其次，在太空，人所具有的能力和作用，是任何設備都無法替代的；再次，地球麵臨(lin) 的資源危機和環境危機，促使科學家關(guan) 注和思考人類社會(hui) 的未來發展，並把太空作為(wei) 實現人類可持續發展的方向。

　　航天員常住太空的家：國際空間站

　　所謂太空，也就是外層空間，是地球稠密大氣層之外的空間區域。在航天技術領域，通常將地表120km以上的區域稱為(wei) 空間或太空。由於(yu) 技術水平的限製，人類的航天活動目前主要在太陽係以內(nei) 的空間進行。

　　太空有著“獨家僅(jin) 有”的寶貝，那就是空間環境及資源。微重力、強輻射、高潔淨、高真空環境，豐(feng) 富的太陽能以及眾(zhong) 多星體(ti) 上的海量礦物資源，比如月壤中的氦-3等等。這些資源在地球上難以獲得，但在太空中卻是隨處可見的。

　　利用這些資源，登上太空的航天員可以進行科學實驗，改善生產(chan) 工藝，還能夠得到在地球上難以生產(chan) 或無法生產(chan) 的產(chan) 品，比如太空育種出的新品種水稻等，為(wei) 人類創造新的財富。

　　太空育種產(chan) 生的水稻新品種華航1號

　　人類親(qin) 臨(lin) 太空，不僅(jin) 可以擴展認知領域，揭示新的自然規律，而且能夠將載人航天科技成果用於(yu) 改善生活質量和發展高技術，促進科技進步和產(chan) 業(ye) 發展。實際上，空間技術應用已經成為(wei) 促進經濟和社會(hui) 發展的重要推動力之一。

　　此外，載人航天是高技術密集的綜合性尖端科學技術，對當今世界的政治、經濟、科學技術等諸多方麵具有重大的影響，已經成為(wei) 衡量一個(ge) 國家綜合國力的重要標誌。

　　就像藏有寶藏的密室通常配備了多重機關(guan) 一樣，太空也為(wei) 想要“取寶”的航天員們(men) 準備了許多艱難的考驗。

　　超重和噪聲

　　在發射的加速上升段和返回途中，航天員要經受超重過載，它通常數倍於(yu) 地球引力。當加速度作用於(yu) 人體(ti) 的方向由頭至骨盆時稱為(wei) 正向過載，可能引起頭部、上身缺血和視力障礙，嚴(yan) 重時還可能發生暈厥。

　　神舟十一號航天員景海鵬、陳冬返回地球途中

　　同時，在發射、在軌飛行、返回的過程中，航天員所處的環境都會(hui) 伴隨著巨大的噪聲。噪聲強度過大，會(hui) 影響航天員的心率、血壓和耗氧量，可能誘發心血管功能紊亂(luan) 並降低工作效率。

　　航天員們(men) 在國際空間站的生活

　　在軌運行時，噪聲比發射上升段和返回再入段小得多，但也相當於(yu) 繁忙交通路口的噪聲強度。

　　失重

　　進入太空後，人體(ti) 處於(yu) 一種失重狀態，對生理功能有很大影響。

　　航天員在太空中處於(yu) 失重狀態

　　中長期航天飛行，失重會(hui) 導致航天員出現多種生理、病理現象，主要表現為(wei) 心血管功能障礙、骨丟(diu) 失、肌肉萎縮、免疫功能下降、內(nei) 分泌機能紊亂(luan) 、工作能力下降等。

　　宇宙輻射、真空和高溫低溫

　　太空是一個(ge) 高真空、超低溫、強輻射的環境。這種環境人一旦暴露其中，將麵臨(lin) 失壓、缺氧、低溫和輻射損傷(shang) 4大危險。

　　太空沒有氧氣和外部大氣壓，如果人直接暴露於(yu) 太空，將會(hui) 立即窒息死亡，也會(hui) 因為(wei) 壓力壓迫內(nei) 髒和器官脹裂而立刻喪(sang) 命。

　　不說太空環境本身溫度就很低，至少在-100℃以下，就說太空是高真空環境，熱量都無法傳(chuan) 導和對流。載人航天器飛行中，向陽麵溫度高達100℃以上，而背陰麵或陰影中，溫度則在-100℃以下。如果載人航天器沒有良好的隔熱設計和艙內(nei) 溫度控製能力，航天員將麵臨(lin) “冰火兩(liang) 重天”的考驗。

　　航天員在航天器內(nei) 得到隔熱設計和溫控係統的保護

　　太空中不僅(jin) 有輻射，各種天體(ti) 也在向外輻射電磁波，甚至高能粒子，形成宇宙射線，例如，銀河係有銀河宇宙線輻射，太陽有太陽電磁輻射、太陽高能粒子和太陽風。

　　日地空間輻射環境

　　由於(yu) 地球大氣層的屏蔽效應，宇宙空間的輻射到達地麵的劑量很小，對生活在地球上的人類基本沒有危害。而宇宙空間中，航天員如果沒有有效的輻射防護，可能會(hui) 受到宇宙輻射的致命傷(shang) 害。

　　大氣層保護我們(men) 免受輻射傷(shang) 害

　　微流星和空間碎片

　　微流星來自於(yu) 岩石或更大碎片的碎裂物，通常產(chan) 生於(yu) 太陽係形成之際。微流星相對於(yu) 航天器的速度大約為(wei) 每秒數十千米，就像武俠(xia) 片中的“暗器”，對航天飛行有重大威脅。

　　在空間常見的微流星景觀

　　抵抗微流星的撞擊，是設計航天器和航天服麵臨(lin) 的難題。微流星雖然體(ti) 積小，但數量多，高速撞擊會(hui) 對航天器外殼產(chan) 生砂蝕效果，長期暴露會(hui) 危害到航天器各係統的性能。

　　國際空間站上的艙外防護罩被一顆微流星體(ti) 擊穿

　　空間碎片又稱為(wei) 空間垃圾，是指廢棄的火箭或航天器的殘骸和它們(men) 爆炸或碰撞產(chan) 生的碎片。空間碎片與(yu) 航天器的相對速度在0～16km/s之間，稍低於(yu) 微流星的相對速度，但空間碎片和航天器發生碰撞的機會(hui) 很多。

　　太空垃圾示意圖

　　一旦相撞，可在航天器的表麵留下撞擊坑或穿孔，甚至造成航天器表麵的機械損傷(shang) 。體(ti) 積相對較大的微流星和空間碎片，對人和航天器的破壞都是致命的。

　　時間節律

　　載人航天器一般繞近地軌道飛行一周大約90分鍾，這就是說24小時內(nei) 有16個(ge) 晝夜變化。長期生活在地球上的人，短期內(nei) 不能適應這樣的晝夜周期變化，就會(hui) 出現一些生理功能紊亂(luan) 現象，如睡眠障礙、容易疲勞等，同時工作效率會(hui) 降低。

　　地麵環境下人體(ti) 的晝夜節律周期

　　因此，保障航天員在航天特殊環境下健康生存，完成預定的工作任務並安全返回地麵，是非常不容易的，這也是載人航天飛行頭等重要的任務。

　　要通過層層選拔，要經過魔鬼訓練，要在太空中“以身犯險”，航天員們(men) 依然義(yi) 無反顧，為(wei) 全人類的幸福在浩瀚太空中前行。這也是航天員的故事的開始。

　　參考文獻/《飛天英雄——追蹤航天員飛天足跡》


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