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来源：中国航天科普微信公众号
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发布时间：2020-02-04 12:35:31
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载人航天是当今世界最复杂、最庞大、最具风险性的航天工程，那么，人类为什么还要斥巨资发展载人航天事业呢？首先，人类永无止境地探索自然奥秘的本性，促使人类在继陆地、海洋、天空之后，向更新、更广阔的太空迈进；其次，在太空，人所具有的能力和作用，是任何设备都无法替代的；再次，地球面临的资源危机和环境危机，促使科学家关注和思考人类社会的未来发展，并把太空作为实现人类可持续发展的方向。航天员常住太空的家：国际空间站所谓太空，也就是外层空间，是地球稠密大气层之外的空间区域。在航天技术领域，通常将地表120km以上的区域称为空间或太空。由于技术水平的限制，人类的航天活动目前主要在太阳系以内的空间进行。太空有着“独家仅有”的宝贝，那就是空间环境及资源。微重力、强辐射、高洁净、高真空环境，丰富的太阳能以及众多星体上的海量矿物资源，比如月壤中的氦-3等等。这些资源在地球上难以获得，但在太空中却是随处可见的。利用这些资源，登上太空的航天员可以进行科学实验，改善生产工艺，还能够得到在地球上难以生产或无法生产的产品，比如太空育种出的新品种水稻等，为人类创造新的财富。太空育种产生的水稻新品种华航1号人类亲临太空，不仅可以扩展认知领域，揭示新的自然规律，而且能够将载人航天科技成果用于改善生活质量和发展高技术，促进科技进步和产业发展。实际上，空间技术应用已经成为促进经济和社会发展的重要推动力之一。此外，载人航天是高技术密集的综合性尖端科学技术，对当今世界的政治、经济、科学技术等诸多方面具有重大的影响，已经成为衡量一个国家综合国力的重要标志。就像藏有宝藏的密室通常配备了多重机关一样，太空也为想要“取宝”的航天员们准备了许多艰难的考验。超重和噪声在发射的加速上升段和返回途中，航天员要经受超重过载，它通常数倍于地球引力。当加速度作用于人体的方向由头至骨盆时称为正向过载，可能引起头部、上身缺血和视力障碍，严重时还可能发生晕厥。神舟十一号航天员景海鹏、陈冬返回地球途中同时，在发射、在轨飞行、返回的过程中，航天员所处的环境都会伴随着巨大的噪声。噪声强度过大，会影响航天员的心率、血压和耗氧量，可能诱发心血管功能紊乱并降低工作效率。航天员们在国际空间站的生活在轨运行时，噪声比发射上升段和返回再入段小得多，但也相当于繁忙交通路口的噪声强度。失重进入太空后，人体处于一种失重状态，对生理功能有很大影响。航天员在太空中处于失重状态中长期航天飞行，失重会导致航天员出现多种生理、病理现象，主要表现为心血管功能障碍、骨丢失、肌肉萎缩、免疫功能下降、内分泌机能紊乱、工作能力下降等。宇宙辐射、真空和高温低温太空是一个高真空、超低温、强辐射的环境。这种环境人一旦暴露其中，将面临失压、缺氧、低温和辐射损伤4大危险。太空没有氧气和外部大气压，如果人直接暴露于太空，将会立即窒息死亡，也会因为压力压迫内脏和器官胀裂而立刻丧命。不说太空环境本身温度就很低，至少在-100℃以下，就说太空是高真空环境，热量都无法传导和对流。载人航天器飞行中，向阳面温度高达100℃以上，而背阴面或阴影中，温度则在-100℃以下。如果载人航天器没有良好的隔热设计和舱内温度控制能力，航天员将面临“冰火两重天”的考验。航天员在航天器内得到隔热设计和温控系统的保护太空中不仅有辐射，各种天体也在向外辐射电磁波，甚至高能粒子，形成宇宙射线，例如，银河系有银河宇宙线辐射，太阳有太阳电磁辐射、太阳高能粒子和太阳风。日地空间辐射环境由于地球大气层的屏蔽效应，宇宙空间的辐射到达地面的剂量很小，对生活在地球上的人类基本没有危害。而宇宙空间中，航天员如果没有有效的辐射防护，可能会受到宇宙辐射的致命伤害。大气层保护我们免受辐射伤害微流星和空间碎片微流星来自于岩石或更大碎片的碎裂物，通常产生于太阳系形成之际。微流星相对于航天器的速度大约为每秒数十千米，就像武侠片中的“暗器”，对航天飞行有重大威胁。在空间常见的微流星景观抵抗微流星的撞击，是设计航天器和航天服面临的难题。微流星虽然体积小，但数量多，高速撞击会对航天器外壳产生砂蚀效果，长期暴露会危害到航天器各系统的性能。国际空间站上的舱外防护罩被一颗微流星体击穿空间碎片又称为空间垃圾，是指废弃的火箭或航天器的残骸和它们爆炸或碰撞产生的碎片。空间碎片与航天器的相对速度在0～16km/s之间，稍低于微流星的相对速度，但空间碎片和航天器发生碰撞的机会很多。太空垃圾示意图一旦相撞，可在航天器的表面留下撞击坑或穿孔，甚至造成航天器表面的机械损伤。体积相对较大的微流星和空间碎片，对人和航天器的破坏都是致命的。时间节律载人航天器一般绕近地轨道飞行一周大约90分钟，这就是说24小时内有16个昼夜变化。长期生活在地球上的人，短期内不能适应这样的昼夜周期变化，就会出现一些生理功能紊乱现象，如睡眠障碍、容易疲劳等，同时工作效率会降低。地面环境下人体的昼夜节律周期因此，保障航天员在航天特殊环境下健康生存，完成预定的工作任务并安全返回地面，是非常不容易的，这也是载人航天飞行头等重要的任务。要通过层层选拔，要经过魔鬼训练，要在太空中“以身犯险”，航天员们依然义无反顾，为全人类的幸福在浩瀚太空中前行。这也是航天员的故事的开始。
终审：甘肃大众科普网二审
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潜艇能够在海面下长期潜伏，潜艇的艇员出航一次有时候需要在潜艇中待上60天，但几乎没有超过90天的。而国际空间站上的宇航员，基本上每隔半年返回地面轮换一次，有时候甚至能够待上一年多的时间。一个在太空中，一个在海中，同样是封闭空间，为什么人在这两种不同的环境下所能够坚持的时长竟然有这么大的差异？人在潜艇中待的时长通常不超过90天，除了是因为每隔一段时间需要上岸置办物资，补充燃料，对潜艇进行维护外，还有一点就是长期待在密闭狭小，不见天日的环境中，对心理和生理都会产生很消极的影响。艇员也需要放松，需要上岸释放压力，毕竟他们不是机器人。而且艇员在潜艇中所执行的任务和宇航员在空间站中所执行的任务性质不同，这导致空间站上的环境明显更优，而潜艇上则要差些。特别是在过去，那时潜艇内部的环境真的十分恶劣。那潜艇中的环境究竟有多恶劣呢？就拿饮食来说，上个世纪在潜艇中执行任务时，通常餐餐都是罐头，而且种类也不丰富，长期吃这个虽然能够保证营养，但顿顿吃同样的东西，吃多了真的想吐，现在有了很大的改观。太空考虑到失重情况，再加上预算经费比较多，宇航员的饮食明显比潜艇中人员的伙食好很多。此外，进了潜艇，就意味着要与外界失联，需要很长一段时间不见天日。太空舱有舷窗，可以供宇航员观赏地球和太空，还能感受到阳光的照射，而潜艇却没有窗户供艇员们放松心情。这并不是技术上做不到，而是开了也没用，毕竟潜艇都是潜伏在几十数百米的水面下，那种深度已经很难有阳光能够抵达，也就是说那种深度的水面下基本上漆黑一片，两眼一抹黑，除了潜艇内部，外面啥情况根本看不见。宇航员在太空中可以通过卫星中继进行上网，可以定时与家人通电话，但潜艇在出任务时为了保密性，这些都是办不到的。从技术上来说，在水下进行无线电通信，与外界进行联系，也是很困难的一件事，因为无线电在水中传播时会出现非常严重的衰减问题。而且潜艇在航行的时候，机器工作起来还会产生很多噪音、高温、震动，这些对人员的休息产生了极大的影响。航天器在太空中不用动力就能飞行，因此要安静很多，宇航员的休息环境也更好一点。潜艇内部搭载的人员也比较多，不像空间站那样只有数人，每次出任务至少也得搭载十多号人吧。虽然人多了能够缓解孤独感和压抑感，但这使得潜艇内部的空气非常不新鲜，异味重。潜艇内部确实有空调，但由于是密闭环境，在水面下无法与外界进行气体交换，只能通过空调进行内循环，改善潜艇内部的气温和空气湿度，吸收部分异味，但总体上的效果肯定没有空间站上的好。这要是在以前，烧燃油的潜艇有时候为了延长续航里程，节约能源，空调还不能24小时的开，体验就更差了。上个夜班，很多人都觉得很难受，更别提长期待在这种不见天日的环境下。在这种环境中，很难有人能够长期坚持。就算是核潜艇，就算潜艇中的物资可以供艇员们用上一年，人也坚持不了那么长的时间。总之真的很感谢这些工作在潜艇内的无名者，没有他们的辛苦付出，何来如今的祥和盛世。关注我，带你长知识。科普创作者，欢迎关注。科学领域创作者,活力创作者}

你曾经有一个很长的旅行吗？你是否觉得你可能要花费终身以到达这里？你希望通过什么方式完成一次远距离的太空旅行？这听起来好像是从书本上读到或是电影中看到的一个问题，然而对于那些被选定的少数人来说，这是他们真实的生活。今天，就来聊聊那些在国际空间站中，一次就要度过数月的宇航员。国际空间站（ISS）位于地球的轨道之上，宇航员待在上面，做科学实验和学习空间生活。他们搭乘火箭进入太空，乘坐返回舱返回地面。空间站外面有发着光的太阳能板，它们为空间站提供能源，将捕获到的阳光转换成电能，成为空间站里面的电灯、电脑、以及其它能使空间站运行的东西的能源。宇航员在空间站内是如何修补空间站外的东西的？这就要通过远程操控机械臂，虽然它看上去就跟一个大吊车的爪子一般。空间站里面就像是一个大房子，包含5间卧室、2间浴室、1间厨房（宇航员称它为galley），甚至还有1间实验室。但是，正如你想象的一样，空间站的生活与地面上的生活有着很大不同。其中一件就是，宇航员所有需要用的水都要用火箭来运输。由于水很难运达这里，所以水只用来喝和用于食物，不能用水洗澡。但是宇航员可以用一种特殊的浴巾来清洗身体。最大的不同是，空间站没有地球那么大的重力。在地球上，我们是贴在地面上。而在空间站里，因为重力很小，甚至没有重力，宇航员是悬浮在半空中，很容易移动。在空间站待了一段时间后，宇航员的肌肉会渐渐变弱，所以他们每天必须至少锻炼两小时，以使肌肉能够正常运转。其余的时间，宇航员就在进行太空实验。他们研究植物在太空怎样生长，研究小型动物，比方说鱼，观察它们的肌肉在低重力下的状态，甚至还研究机器人怎样在太空中运行。太空行走是指宇航员穿上宇航服，离开空间站，去站外进行相关任务。但是他们不是经常这样，只在需要修补空间站上的东西、或是收集实验需要的信息时才这样做。空间站上的任务很艰苦，并且同地面上的工作非常不同，但是这些宇航员也很幸运，毕竟在太空生活是很多人梦寐以求的事情。努力吧，也许某天你也能去空间站体验一下生活。}