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专家详解天宫一号 再生循环系统保障航天员安全

发布时间:2011年09月25日 01:31 | 进入复兴论坛 | 来源:北京晨报


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天宫一号目标飞行器、长征二F运载火箭组合体。新华社发

  天宫一号能飞多远?发射这么大的航天器会不会影响地球?普通人何时能在太空行走?即将在下周"一飞冲天"的天宫一号引发了人们对遥远太空的热情和无限猜想。昨天,北京航空航天大学博士、航天任务与控制高级工程师徐明、北京航空航天大学生物与医学工程学院教授刘红通过科学网,就人们关心的太空问题进行了详细解读。

  天宫飞得多快多远?音速22倍

  天宫一号腾空之后到底飞得有多快?徐明解释说,航天器飞行速度大致7000多m/s,而音速是340m/s,也就是说,作为航天飞行器,天宫一号的速度大致是音速的22至23倍。

  目前,嫦娥二号已经进入著名的日地拉格朗日L2点环绕轨道,并从172万公里外深空传回科学探测数据。而天宫又能飞多远呢?徐明说,从月球飞到L2点所耗费的燃料小于1000m/s,但从距离地球400公里左右的地方,航天器摆脱地球引力大约需要燃料3000m/s以上,从燃料上说,天宫一号只能待在地球附近了。

  对于天宫一号发射对天气的具体要求, 徐明指出,发射天宫一号对天气没有区别于其他卫星的特殊要求,除非气象条件非常恶劣,一般可以进行发射。

  生命保障系统如何?再生循环

  刘红介绍说, 神舟飞船为短期载人空间活动,采用的生命保障系统是携带式的,也就是说航天员所需的氧气、水和食物全部是从地面携带的,而空间站由于要进行长时间的载人空间活动,因此采用的是再生式的生命保障系统,航天员所需的氧气和水要在站内再生循环利用,减少地面补给。

  刘红进一步解释说,国际空间站氧气和水主要是采用物理化学方法再生。对于长期有人驻留的空间站,还需要在轨进行蔬菜的培养,以舒缓乘员的心理,提供一部分抗氧化物质、叶酸、维生素和微量元素等营养物质。

  网友问题紧追不舍,"大气层以内的生态空间是一个庞大复杂的循环系统,这样的循环系统能够在空间站实现吗?"

  刘红解释说,对于空间站来说,由于离地球较近,不需要再生所有食物,只需要在站再生氧气、水和提供部分新鲜的叶菜,因此不需要如此复杂的系统。但是,从原则上来说,在空间站也是可以做的。需要说明的是,这个人工生态系统比我们的生物圈要简单得多,只考虑满足人的上述物质需求。

  外太空影响生育吗?影响不大

  人到太空后,生理机能会发生怎样的改变,是不是会感到不舒服,心理问题怎么解决?

  刘红解释说,微重力环境对于人体肌肉、骨骼会产生影响。在地面上,肌肉的主要功能是保持身体直立姿势和活动身体。在微重力状态下,肌肉对抗重力以保持身体直立的功能消失,由于没有这项功能,这部分肌肉就会逐渐萎缩。同时,骨骼也会发生变化,大量脱钙。因此在空间站要进行各种形式的训练。徐明指出,根据航天心理学,人长期处于失重状态,会由生理反应产生心理变化。此外,长期处于外太空会加剧寂寞感和恐惧感,因此驻空间站的人员心理健康非常重要。目前我们由专业从业人员进行相关方面研究。

  外太空环境对航天员的生理是否会造成影响?他们还能正常繁育后代吗?

  刘红指出,飞船和空间站都有很好的辐射防护,因此对航天员的身体虽然有一定影响,但是影响不大,是可恢复的。

  生活垃圾如何处理?装罐扔掉

  空间站将如何处理航天员的生活垃圾?是直接排放到太空中吗?网友提问。

  刘红回答,把垃圾放在罐子里,再把这些罐子放在返回地球的货运飞船上,在返回途中,让飞船释放到太空中。当它通过地球大气层时,会自动燃烧掉。

  建太空垃圾回收站?难度太大

  近日,一条美国报废卫星撞地球的消息引发了地球人的恐慌。有网友就此畅想,"能否开展废弃空间航天器回收并在空间直接加工再利用研究?比如建立一个空间回收站,回收并加工这些太空垃圾。"徐明认为,想法是好的,但问题是如何将废弃航天器回收过来。"地球表面人类二维活动空间尚不能把垃圾回收完全,外太空三维空间难度更大。"

  是否影响地球自转?难以测量

  有网友担心,发射这样大的航天器会不会影响地球的运行轨道以及自转速度。

  徐明指出,从地球生态这一自治系统来说,有物质运动形式发生变化,余下物质也应有所变化,即自转速度会有所改变,但公转运动不会变化。但从影响程度来看,即使发射1万个国际空间站所造成的影响,也难以测量。

  常人何时太空行走?不用100年

  不少人关心什么时候普通人也能实现太空行走。刘红颇为乐观地说,"应该在不远的将来,我想不用100年,估计你们的孙子能赶上。"而徐明则回答,除非基础物理研究取得突破性进展,例如科幻电影的时空隧道等技术,不然地球不足以支撑普通人太空行走所耗费的燃料。 晨报记者 韩娜

  天宫一号·模型

  网店假称内部定制 兜售天宫模型

  晨报96101热线新闻(记者 李洁)近日,随着"天宫一号将于9月27日至30日择机发射"的消息公布于众,"天宫一号"模型在网店现身并遭到部分网友的追捧。部分店家在销售模型的时候号称为"航天内部定制",但记者调查后发现,该批次模型实为温州一家工艺品公司生产。

  昨天,记者在部分购物网店里发现了"天宫一号"模型,其中一家北京的网店在商品介绍上,标明该模型比例为1:40和1:45两种,翼展为44厘米左右,带包装重约4公斤,并特别强调"航天内部定制"。记者搜索发现多家店铺现货销售,其中一家店铺最近几天已经有7件销售记录。

  记者联系其中一家网店店主"wangwei8164",其开始表示是"航天3院、5院"的人下订单生产的,但记者追问其是否有航天部门的授权时,该店主表示生产模型"谈不上授权",并承认模型为温州一家工艺品公司制作。

  线索:马先生

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  "超光速"粒子挑战爱因斯坦相对论

  据新华社电 一些欧洲科学家在实验中发现,中微子速度超过光速。如果实验结果经检验得以确认,阿尔伯特·爱因斯坦提出的经典理论相对论将受到挑战。

  意大利格兰萨索国家实验室"奥佩拉"项目研究人员使用一套装置,接收730公里外欧洲核子研究中心发射的中微子束,发现中微子比光子提前60纳秒(1纳秒等于十亿分之一秒)到达,即每秒钟多"跑"6公里。

  中微子是一种基本粒子,不带电,质量极小,几乎不与其他物质作用,在自然界广泛存在。太阳内部核反应产生大量中微子,每秒钟通过我们眼睛的中微子数以十亿计。

  相对论是现代物理学基础理论之一,认为任何物质在真空中的速度无法超过光速。这一最新发现可能推翻爱因斯坦的经典理论。

  未来十年我国探测暗物质

  新华社电(记者 吴晶晶)中国科学院院长白春礼23日透露,中科院未来十年计划发射五颗科学卫星,用于探测暗物质、量子通讯等。

  白春礼认为,在物质科学领域,目前我们对暗物质和暗能量知之甚少,如果能够有理论上的新突破可能会改变人们的世界观,同时也可能使我们采用新的方式利用未知的东西,就会带来科技革命。

责任编辑:魏铮

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