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專家詳解天宮一號 再生循環系統保障航天員安全

發佈時間:2011年09月24日 02:53 | 進入復興論壇 | 來源:北京晨報


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天宮一號目標飛行器、長征二F運載火箭組合體。新華社發

  天宮一號能飛多遠?發射這麼大的航天器會不會影響地球?普通人何時能在太空行走?即將在下周“一飛沖天”的天宮一號引發了人們對遙遠太空的熱情和無限猜想。昨天,北京航空航天大學博士、航天任務與控制高級工程師徐明、北京航空航天大學生物與醫學工程學院教授劉紅通過科學網,就人們關心的太空問題進行了詳細解讀。

  天宮飛得多快多遠?音速22倍

  天宮一號騰空之後到底飛得有多快?徐明解釋説,航天器飛行速度大致7000多m/s,而音速是340m/s,也就是説,作為航天飛行器,天宮一號的速度大致是音速的22至23倍。

  目前,嫦娥二號已經進入著名的日地拉格朗日L2點環繞軌道,並從172萬公里外深空傳回科學探測數據。而天宮又能飛多遠呢?徐明説,從月球飛到L2點所耗費的燃料小于1000m/s,但從距離地球400公里左右的地方,航天器擺脫地球引力大約需要燃料3000m/s以上,從燃料上説,天宮一號只能待在地球附近了。

  對於天宮一號發射對天氣的具體要求, 徐明指出,發射天宮一號對天氣沒有區別於其他衛星的特殊要求,除非氣象條件非常惡劣,一般可以進行發射。

  生命保障系統如何?再生循環

  劉紅介紹説, 神舟飛船為短期載人空間活動,採用的生命保障系統是攜帶式的,也就是説航天員所需的氧氣、水和食物全部是從地面攜帶的,而空間站由於要進行長時間的載人空間活動,因此採用的是再生式的生命保障系統,航天員所需的氧氣和水要在站內再生循環利用,減少地面補給。

  劉紅進一步解釋説,國際空間站氧氣和水主要是採用物理化學方法再生。對於長期有人駐留的空間站,還需要在軌進行蔬菜的培養,以舒緩乘員的心理,提供一部分抗氧化物質、葉酸、維生素和微量元素等營養物質。

  網友問題緊追不捨,“大氣層以內的生態空間是一個龐大複雜的循環系統,這樣的循環系統能夠在空間站實現嗎?”

  劉紅解釋説,對於空間站來説,由於離地球較近,不需要再生所有食物,只需要在站再生氧氣、水和提供部分新鮮的葉菜,因此不需要如此複雜的系統。但是,從原則上來説,在空間站也是可以做的。需要説明的是,這個人工生態系統比我們的生物圈要簡單得多,只考慮滿足人的上述物質需求。

  外太空影響生育嗎?影響不大

  人到太空後,生理機能會發生怎樣的改變,是不是會感到不舒服,心理問題怎麼解決?

  劉紅解釋説,微重力環境對於人體肌肉、骨骼會産生影響。在地面上,肌肉的主要功能是保持身體直立姿勢和活動身體。在微重力狀態下,肌肉對抗重力以保持身體直立的功能消失,由於沒有這項功能,這部分肌肉就會逐漸萎縮。同時,骨骼也會發生變化,大量脫鈣。因此在空間站要進行各種形式的訓練。徐明指出,根據航天心理學,人長期處於失重狀態,會由生理反應産生心理變化。此外,長期處於外太空會加劇寂寞感和恐懼感,因此駐空間站的人員心理健康非常重要。目前我們由專業從業人員進行相關方面研究。

  外太空環境對航天員的生理是否會造成影響?他們還能正常繁育後代嗎?

  劉紅指出,飛船和空間站都有很好的輻射防護,因此對航天員的身體雖然有一定影響,但是影響不大,是可恢復的。

  生活垃圾如何處理?裝罐扔掉

  空間站將如何處理航天員的生活垃圾?是直接排放到太空中嗎?網友提問。

  劉紅回答,把垃圾放在罐子裏,再把這些罐子放在返回地球的貨運飛船上,在返回途中,讓飛船釋放到太空中。當它通過地球大氣層時,會自動燃燒掉。

  建太空垃圾回收站?難度太大

  近日,一條美國報廢衛星撞地球的消息引發了地球人的恐慌。有網友就此暢想,“能否開展廢棄空間航天器回收並在空間直接加工再利用研究?比如建立一個空間回收站,回收並加工這些太空垃圾。”徐明認為,想法是好的,但問題是如何將廢棄航天器回收過來。“地球表面人類二維活動空間尚不能把垃圾回收完全,外太空三維空間難度更大。”

  是否影響地球自轉?難以測量

  有網友擔心,發射這樣大的航天器會不會影響地球的運行軌道以及自轉速度。

  徐明指出,從地球生態這一自治系統來説,有物質運動形式發生變化,餘下物質也應有所變化,即自轉速度會有所改變,但公轉運動不會變化。但從影響程度來看,即使發射1萬個國際空間站所造成的影響,也難以測量。

  常人何時太空行走?不用100年

  不少人關心什麼時候普通人也能實現太空行走。劉紅頗為樂觀地説,“應該在不遠的將來,我想不用100年,估計你們的孫子能趕上。”而徐明則回答,除非基礎物理研究取得突破性進展,例如科幻電影的時空隧道等技術,不然地球不足以支撐普通人太空行走所耗費的燃料。 晨報記者 韓娜

  天宮一號模型

  網店假稱內部定制 兜售天宮模型

  晨報96101熱線新聞(記者 李潔)近日,隨著“天宮一號將於9月27日至30日擇機發射”的消息公布於眾,“天宮一號”模型在網店現身並遭到部分網友的追捧。部分店家在銷售模型的時候號稱為“航天內部定制”,但記者調查後發現,該批次模型實為溫州一家工藝品公司生産。

  昨天,記者在部分購物網店裏發現了“天宮一號”模型,其中一家北京的網店在商品介紹上,標明該模型比例為1:40和1:45兩種,翼展為44厘米左右,帶包裝重約4公斤,並特別強調“航天內部定制”。記者搜索發現多家店舖現貨銷售,其中一家店舖最近幾天已經有7件銷售記錄。

  記者聯絡其中一家網店店主“wangwei8164”,其開始表示是“航天3院、5院”的人下訂單生産的,但記者追問其是否有航天部門的授權時,該店主表示生産模型“談不上授權”,並承認模型為溫州一家工藝品公司製作。

  線索:馬先生

  新聞鏈結

  “超光速”粒子挑戰愛因斯坦相對論

  據新華社電 一些歐洲科學家在實驗中發現,中微子速度超過光速。如果實驗結果經檢驗得以確認,阿爾伯特愛因斯坦提出的經典理論相對論將受到挑戰。

  意大利格蘭薩索國家實驗室“奧佩拉”項目研究人員使用一套裝置,接收730公里外歐洲核子研究中心發射的中微子束,發現中微子比光子提前60納秒(1納秒等於十億分之一秒)到達,即每秒鐘多“跑”6公里。

  中微子是一種基本粒子,不帶電,質量極小,幾乎不與其他物質作用,在自然界廣泛存在。太陽內部核反應産生大量中微子,每秒鐘通過我們眼睛的中微子數以十億計。

  相對論是現代物理學基礎理論之一,認為任何物質在真空中的速度無法超過光速。這一最新發現可能推翻愛因斯坦的經典理論。

  未來十年我國探測暗物質

  新華社電(記者 吳晶晶)中國科學院院長白春禮23日透露,中科院未來十年計劃發射五顆科學衛星,用於探測暗物質、量子通訊等。

  白春禮認為,在物質科學領域,目前我們對暗物質和暗能量知之甚少,如果能夠有理論上的新突破可能會改變人們的世界觀,同時也可能使我們採用新的方式利用未知的東西,就會帶來科技革命。

責任編輯:郭思宇

熱詞:

  • 再生循環系統
  • 航天員
  • 暗能量