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每秒八公里!空間站的速度如此快,宇航員是如何進去的?
2023/03/17

空間站是一種在近地軌道長時間運行,可以供多名航天員在其中生活工作和巡訪的載人航天器。

同時,空間站也是人類探索太空的重要基地,它們的運行速度高達8km/s,相當于30倍的飛機運行速度。那麼,宇航員是怎麼在如此高的速度下對接進入空間站的呢?空間站的人怎麼睡覺,是飄著嗎?

宇航員如何進入空間站

具體而言,想要到達空間站,宇航員都要經歷一個漫長而緊張的過程。首先,他們要提前幾個月到達發射場進行適應性訓練和模擬試驗。然后,在發射前兩個半小時左右,他們要穿上專門定制的太空服或者座椅襯墊,并乘坐汽車或者直升機到達發射台。

接著,在工作人員的幫助下,他們要爬進飛船,并系好安全帶。之后,在地面控制中心的指揮下,他們要對所有的系統進行最后的檢查。最后,在倒計時結束時,他們要忍受巨大的加速度和震動,并感受到身體被壓得透不過氣來。

如果一切順利的話,在發射后約10分鐘左右,宇航員就會乘著載人航天器脫離火箭,并進入預定軌道。

當宇航員成功地進入軌道后,宇航員會發現上方或者下方,有一個巨大的金屬結構在緩慢地旋轉著。那就是空間站,它是人類在太空中的家園和實驗室。如果宇航員想要登上空間站,就要開始一場精彩的追逐游戲。

首先,宇航員要調整好飛船的速度和方向,并且與空間站保持一定的距離。這并不容易,因為空間站和飛船都在以每小時約27000公里的速度繞著地球飛行。

如果飛船太快或者太慢,就會錯過與空間站對接的機會。如果飛船太近或者太遠,就會造成碰撞或者失聯的危險。所以,在追逐過程中,宇航員要不斷地根據指揮中心和空間站的指示,調節飛船的姿態和推力。

其次,宇航員要等待合適的時機,并且開始靠近空間站。這時候,宇航員要非常小心,并且準確地控制飛船的移。因為在太空中沒有大氣阻力和重力作用,任何一個微小的動作都會產生很大的影響。

例如,如果宇航員稍微按了一下噴氣按鈕,飛船就會突然加速或者減速。如果宇航員稍微轉動了一下方向盤,飛船就會偏離原來的軌道。所以,在靠近過程中,宇航員要盡量保持平穩,并且避免任何突然或者劇烈的操作。

然后,在經過幾個小時或者幾天(取決于軌道參數)的調整和對接后,當兩個端口完全貼合時,就完成了與空間站的對接。

這時候,他們就可以松一口氣了,因為他們已經完成了最困難也最危險的部分。之后,只需要打開對接口的艙門,就可以進入空間站了。

空間站對接背后的奧秘

當然,整個空間站對接過程的困難和復雜不只是上文所說的那樣,背后還有很多奧秘。要知道,空間站對接不僅要依靠宇航員的操作,也離不開一種叫做NASA Docking System(NDS)的停靠對接機制。

NDS由兩部分組成:一個叫做軟捕獲系統(Soft Capture System)的圓形環狀結構,和一個叫做硬捕獲系統(Hard Capture System)的六邊形結構。軟捕獲系統位于飛船上,硬捕獲系統位于空間站上。

當飛船靠近空間站時,軟捕獲系統會伸出六根彈簧裝置,并且與硬捕獲系統上的六個凹槽相匹配。這樣就形成了一個初步的連接,并且緩沖了飛船和空間站之間的相對運動。

然后,軟捕獲系統會收回彈簧裝置,并且將飛船拉近到硬捕獲系統能夠工作的距離。接著,硬捕獲系統會伸出十二根鉤子,并且鎖住軟捕獲系統上的十二個孔位。這樣就形成了一個牢固的連接,并且保證了飛船和空間站之間沒有任何縫隙或者漏氣現象。

此外,航天器對接的接口也有講究,不同的航天器和空間站之間有不同類型的對接口。目前,主要有四種類型的對接口:探針-錐形(Probe-Cone)、APAS-95、CBM和NDS。

探針-錐形對接口是最早使用的一種類型,它由一個突出的探針和一個內凹的錐形組成。當兩者相互靠近時,探針會[插·入]錐形中,并且通過機械鎖定來固定連接。這種類型的對接口可以實現自動或手動對接,但是它不能傳輸電力或數據。

APAS-95對接口是一種改進版的探針-錐形對接口,它由一個平面的環形和一個帶有凸起的環形組成。當兩者相互靠近時,凸起會嵌入環形中,并且通過彈簧和電磁鎖來固定連接。這種類型的對接口可以實現自動或手動對接,而且可以傳輸電力和數據。

CBM對接口是一種專門用于貨運飛船的對接口,它由一個方形的金屬框架和一個帶有螺栓的金屬板組成。當兩者相互靠近時,金屬板會與金屬框架緊密貼合,并且通過螺栓來固定連接。這種類型的對接口只能實現手動對接,而且不能傳輸電力或數據。

NDS對接口是一種最新開發的對接口,它由一個圓形的金屬盤和一個帶有鉤子和掛環的金屬盤組成。當兩者相互靠近時,鉤子會與掛環相扣,并且通過液壓系統來固定連接。這種類型的對接口可以實現自動或手動對接,而且可以傳輸電力、數據、水、氧氣等。

通過介紹,大家應該對空間站對接背后的技術和原理有所了解,也更清楚地知道了想要讓宇航員進入空間站是一件多麼困難而復雜的事情。

如何在空間站吃飯

經過大半天的折騰,宇航員總算進入了空間站,肚子也餓了。那麼,他們要怎麼在空間站里吃飯?和我們在地球上有什麼不同?由于太空中沒有重力,食物和水都會漂浮在空中,所以宇航員需要使用一些特殊的餐具和設備來制備和食用食物。

首先,宇航員需要使用一把剪刀來打開食物的包裝袋。這是因為如果直接撕開的話,可能會造成食物碎屑或者液體溢出,并且污染航天器的環境。然后,宇航員需要使用一個加熱器來給冷凍干燥的食物注入熱水。這樣可以讓食物恢復原來的形狀和味道,并且提高溫度。

接著,宇航員需要使用一個吸管或者一個勺子來吸取或者挖取食物。這是因為如果直接用手拿的話,可能會讓食物漂走或者掉落,并且影響衛生。

吃完飯,宇航員需要注意如何處理食物殘渣和垃圾。 由于太空中沒有重力,所以不能隨意地把垃圾扔掉或者沖掉。否則,它們可能會堵塞航天器的通風系統或者損壞其他設備。

因此,在空間站里有專門的垃圾箱或者回收箱來收集各種類型和數量的垃圾,并且按照不同國家或者機構進行分類和標記。這樣可以方便將垃圾運回地球或者銷毀,并且保持良好的秩序和衛生。

在空間站睡覺

宇航員吃飽喝足了,也是時候睡覺了。那麼,在太空站該怎麼睡覺呢?難道是飄著睡?實際上在空間站里睡覺,宇航員可以選擇任何他喜歡的姿勢。

無論是站著、躺著、橫著、豎著,還是飄著,都不會有什麼區別。因為在失重環境中,不會感受到重力的作用,也不會有上下左右的概念。只需要一個能夠固定住身體的東西,就可以安心地入眠了。

那麼,在空間站里,宇航員們都用什麼來固定自己呢?答案是:睡袋。這種睡袋和我們平時用的不太一樣,它更像一個蠶繭或者一個棉被套。

宇航員們要把自己整個人塞進去,并且用拉鏈或者繩子把口子封住。然后,他們要把睡袋綁在某個地方,比如墻壁、天花板或者地板(其實這些詞在失重環境中已經沒有意義了)。這樣一來,他們就不會在睡覺時飄走了。

除了睡袋之外,在空間站里還有專門的睡眠區。這些區域通常是一些小隔間或者柜子,可以和工作區分開。每個隔間或者柜子都有一扇門或者窗簾,可以保證宇航員們的隱私和安靜。

每個隔間或者柜子里面都有一個小燈和一個風扇,可以調節光線和溫度。還有一個小音響和一個鬧鐘,可以播放音樂或者提醒起床。

當然,在空間站里,并不是只能在這些地方睡覺。如果宇航員們想要換個風景或者體驗一下不同的感覺,他們也可以選擇其他地方來休息。

比如說,在太空艙外活動時,在太空服里打個盹;在實驗模塊里,在實驗設備旁邊小憩一會;在觀察窗前,在星星和地球的陪伴下沉入夢鄉……只要他們想得出來,并且沒有影響到其他人和任務的完成,他們就可以自由發揮。

結語

在這,我們跟隨宇航員的腳步,探索了空間站的各種奧秘。了解了他們如何乘坐航天器穿越大氣層,如何與高速運動的空間站對接,如何在失重狀態下享受美食和安眠。感受到了人類的勇敢和智慧,以及對太空探索的熱情和好奇。

同樣,也希望人類能懷著對太空的向往,不斷開拓前進,并在這個過程中貢獻出我們自己的一份力量。

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