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小編的世界 優質文選 宇宙

在太空不穿宇航服,是怎樣的感覺,可以生還嗎?


2020年9月06日 - 宇宙小編 時空通訊 
   

星問答計劃創作者,百家榜創作者,科學達人,優質創作者

本文參加百家號 #科學了不起# 系列征文賽。

簡單的說,會死,而且死得很快。

在太空中高度真空,極度寒冷,充滿了宇宙射線,宇航服就是為宇航員們防護這些的,起到保溫、抗壓、防輻射的作用,還能夠提供所需要的氧氣。如果沒有宇航服的防護,暴露在太空中的人就會很快憋死、低氣壓脹死、凍死或曬死、宇宙射線殺死。

何謂太空?

所謂太空,一般認為是極高的天空。准確的說,以地球海平面垂直高度100km為分界線,又稱卡門線,卡門線以上就是外太空。這是位於瑞士日內瓦的國際航空聯合會定義的,因為到了這個高空,空氣的稀薄程度已經使空氣動力學失效,是飛機飛行的極限高度。

地球大氣層很厚,真正的大氣層內外沒有明確的分界線,到了1.6萬千米高空,還有大氣分子存在。但大氣主要集中在對流層,也就是海平面以上10~16千米以下,這裏聚集了大氣層75%的大氣,而在平流層,也就是40千米以下,聚集了97%的大氣。在海拔100km以上時,空氣密度約地表的220萬分之一,溫度約-80℃,氣壓已經接近零。隨著海拔進一步升高,空氣就會越來越稀薄,最終只剩下每立方米幾個粒子。

因此在卡門線以上,沒有防護會死得很慘。

首先,是低氣壓脹死。
因為人類是在地球表面1個大氣壓強下生存的,身體內每時每刻都有1個大氣壓力在抵禦外面的大氣壓,取得一個平衡,才能夠活得很舒適。在太空環境,氣壓接近零,而我們體內依然有1個大氣壓,也就是101.325kpa。沒有了外部壓力壓住這體內往外的壓力,相當每平方厘米皮膚上產生了1kg內壓。要知道一個成人全身皮膚約1~1.5萬cm^2面積,就相當於對外整體頂出10~15噸的,細思極恐吧?

這樣,身體液體中的氣體就會發生膨脹,術語叫體液沸騰,將自己的肺泡,血管脹破,甚至皮膚脹破,就會出現科幻電影中那種皮膚血管爆裂、血液迸濺、眼球爆出慘狀,1分多鐘就偃旗息鼓了。

其次,缺氧憋死。
這會與前述低氣壓脹死同時發生,只要宇航員一離開太空艙,如果不穿防護服,會立即被憋死,幾分鐘就了賬。

再次,低溫凍死。
在海拔100km以上近太空,溫度低至零下百餘攝氏度;在遠離地球的外太空,溫度更是可以低至接近絕對零度,也就是零下200多攝氏度。在這種低溫,人體很快會凍得梆硬,稍微一碰就會碎為粉。有人曾設計了一種未來太空屍體處理方法,如果在太空旅行時死了人,就把屍體放置在太空艙外,速凍後搖一搖就碎了,然後用機器壓成真空包裝小塊帶回地球或到其他星球安葬。

還有熾熱烤焦。
在沒有大氣防護的太空,如果被太陽直曬到,溫度可達一兩百度,很快把人烤熟烤焦。

最後是宇宙射線殺死。
所謂宇宙射線,就是充斥宇宙空間的各種帶電高能次原子粒子,也就是原子被擊碎後的質子、原子核、電子、重元素等,這些極其細小的粒子是從恒星核聚變、超新星大爆發、大質量天體相撞等巨大能量下發出,以接近光速運行。還有X射線、伽馬射線的照射。

地球得益於大氣和磁場保護,所以能夠阻隔射線損害。

在地球表面生活的人們,絕大部分宇宙射線會被地球磁場和大氣層分流阻隔了,只有極少部分撞擊人體,影響不大。但在大氣層外,就全招呼到人體上了。據測算,即便穿了宇航服,每秒都約有5000個粒子貫穿宇航員身體,這些粒子會打斷人體化學鍵,讓人體細胞髒器受到損害,還會引起細胞變異,罹患癌症等。當然如果在太空不穿航天服,宇宙射線就更肆無忌憚的很快摧毀人體細胞了。

不過,在太空暴露中不穿宇航服的話,等不到宇宙射線來殺死,憋死、脹死、凍死、曬死早就讓人死翹翹了,是體會不到宇宙射線殺死感受的。

太空是一個環境極其嚴酷的地方,沒有宇航服防護是無法生存的。因此,科技人員想方設法改進提升宇航服的性能,讓這種裝置既能夠確保宇航員的安全,又能夠讓宇航員盡量方便舒適。前段時間,馬斯克的太空探索技術公司(SpaceX)推出的新款宇航服,完全顛覆了以往宇航服的形象,既輕便又美觀,可以與時裝媲美。

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