太空行走有哪些危險？

沈羨云

我國載人航天又傳來了一個喜訊，繼“神五”、“神六”之后，我國的“神七”要上天了。這次“神七”任務(wù)中，航天員不，僅在座艙中，而且要進(jìn)入危機(jī)四伏的太空，在茫茫的太空中完成艙外活動任務(wù)。這時，人們最關(guān)心的問題是航天員的健康和安全，很多人提出了這樣的問題：太空行走有危險嗎?它對航天員的健康和工作有影響嗎?回答是肯定的，這是因為太空是一個高真空、微重力、強輻射、溫度變化非常劇烈的極端惡劣環(huán)境，人一旦暴露在太空中，將面臨失壓、缺氧、高低溫和輻射損傷4大危險。所以，太空對人體來說是一個致命的環(huán)境。航天員在進(jìn)行太空行走時，要離開保護(hù)自己的座艙環(huán)境，進(jìn)入這樣一個惡劣的環(huán)境中，雖然有艙外航天服的保護(hù)，也是危機(jī)四伏，隨時可能發(fā)生危險。

可能成為一顆“人體衛(wèi)星”

航天員在太空飛行時，處于失重狀態(tài)，人比一根羽毛還要輕，航天員在太空是飄來飄去的，無法像在地面一樣行走，也無法控制自己移動的方向。在太空，航天員只要輕輕地用手推一下艙壁，就會“飄”到很遠(yuǎn)的地方?？梢韵胂?，如果不采用一定的措施，航天員在進(jìn)行艙外活動時，不知道要“飄”到什么地方，可能永遠(yuǎn)留在太空，成為一顆真正的“人體衛(wèi)星”。在太空行走時也曾出現(xiàn)過這樣的險情。例如，在前蘇聯(lián)的“禮炮－6”空間站飛行期間，航天員羅曼年科身上與氣閘艙相連的安全系帶松開，眼看要發(fā)生危險，幸好被另一名出艙航天員格列奇科及時抓住，以后兩人一直用一個臍帶系在一起。如果沒有及時抓住，后果可想而知。

為了使航天員在太空行走時不會變成“人體衛(wèi)星”，太空行走時采用了幾種辦法：一種是用一個繩索將航天員與航天器緊緊連在一起，防止航天員在艙外活動時“漂”到外太空：第二種辦法是將航天員固定在空間站機(jī)械臂的頂端，由機(jī)械臂將它送到需要工作的地點，航天員固定在機(jī)械臂上進(jìn)行艙外工作，然后由機(jī)械臂將他送回；第三種方法是在空間站的外壁安裝了很多“扶手”，航天員在空間站外進(jìn)行活動時，靠著這些“扶手”慢慢地移動到所需要工作的地點；第四種方法是航天員自己操縱裝在艙外航天服背后的“太空摩托”，到離載人航天器100米或更遠(yuǎn)的地方活動。航天員在進(jìn)行艙外活動時，常常幾種方法結(jié)合使用，保證航天員能夠順利歸來。

可能會得“輻射”病

太空輻射可以破壞人體的DNA，使人體機(jī)能逐漸衰弱、大腦受損、患白血病、增加癌癥的發(fā)病率?，F(xiàn)在進(jìn)行的地球軌道飛行，由于受地球磁場、大氣及航天器座艙的保護(hù)，航天員在太空中所受到的輻射劑量沒有超出規(guī)定的限值。但是，太空行走時，航天員所受的輻射計量會比艙內(nèi)高，如果這時再遇到太陽粒子爆發(fā)，將有可能出現(xiàn)輻射病。而且，到了21世紀(jì)，載人航天的任務(wù)轉(zhuǎn)向星際飛行，在飛往火星的途中，或在月球和火星基地上長期進(jìn)行出艙活動時，地球磁場的屏蔽消失了。這時，航天員所受的輻射總量將要超過在地球時的水平，宇宙射線對人體的危害作用變得突出了。因此，輻射已成為是否能夠長期飛行或星際飛行的主要因素之一。

航天服和生命保障系統(tǒng)

航天員在進(jìn)行太空行走時，航天服和生命保障系統(tǒng)是維持航天員生命和執(zhí)行任務(wù)基本的條件，如果航天服和生命保障系統(tǒng)發(fā)生故障，就會影響到航天員的健康和工作，甚至危及到生命。在航天員出艙活動史上，這種情況并不少見。例如，美國“雙子星座”9號航天員吉恩·塞納航天服背部的外層被劃破，受太陽光照射，他的背部被曬傷，太陽光的熱還損壞了服裝的生命保障系統(tǒng)。在艙外活動結(jié)束后返回飛船座艙時，他不得不在同伴斯塔夫的幫助下才進(jìn)入座艙。“雙子星座－11”飛船的航天員戈登的服裝冷卻系統(tǒng)和熱交換器未能正常工作，使他工作6分鐘后，又熱又累，大汗淋漓，汗流進(jìn)他的眼睛，不得不中止艙外活動。當(dāng)他摸索著走回艙門時，還需要指令長的引導(dǎo)。美國航天飛機(jī)在執(zhí)行STS－65時，由于艙外航天服發(fā)生故障，航天員出艙活動被取消。所以航天員在出艙之前要一次次地檢測它們的性能，在保證安全的情況下才能進(jìn)行出艙活動。

航天員的生理功能

航天員在出艙活動前已經(jīng)在失重環(huán)境下生活了一段時間，失重可以引起航天員各種生理功能的下降，在這種情況下進(jìn)行艙外活動，航天員處于高度的生理和心理緊張狀態(tài)，對航天員的健康是有影響的。通過幾十年的艙外活動，總結(jié)出航天員在艙外活動時生理系統(tǒng)的主要變化是：1)心率升高，有的航天員甚至達(dá)到160～180次/分。2)出現(xiàn)心電圖的異常變化，如出現(xiàn)期前收縮。3)呼吸明顯加快，航天員平時安靜狀態(tài)下的呼吸是6～12次/分，艙外活動時可達(dá)到36～43次/分，可以說是氣喘吁吁了。4)代謝率明顯增高，可增加10倍。5)感覺到過冷或過熱：當(dāng)航天員在地球的陰影區(qū)工作時，常感到全身特別是下半身和手冷；當(dāng)航天服溫控系統(tǒng)出現(xiàn)故障，又會感覺到過熱。6)航天員工作能力下降，很容易出現(xiàn)疲勞，手、臂肌肉疼痛。由于上述原因，航天員的工作能力是下降的，常常感覺到很疲勞。例如，太空行走第一人列昂諾夫在進(jìn)行太空行走時精神和體力始終處于緊張狀態(tài)，尤其在返回時心率達(dá)到每分鐘190次，體內(nèi)溫度也急劇升高。由于返回時出現(xiàn)了氣閘艙的艙門不能關(guān)閉的問題，使他回到飛船座艙時大汗淋漓，靴子里積聚了3升汗水，體重減了5.4千克。美國“天空實驗室－4”航天員在出艙活動結(jié)束時報告說“又累又餓”。

太空行走與減壓病

你知道為什么太空行走會得減壓病嗎?這是因為航天員在太空行走時必須穿艙外航天服，為了使航天員穿上艙外航天服后可以靈活地工作，而不是膨脹得像氣球一樣，艙外航天服內(nèi)的壓力被設(shè)計得盡量低，明顯地低于航天器艙內(nèi)的壓力。航天員在進(jìn)行出艙活動時，如果突然從座艙中的高壓環(huán)境進(jìn)入到航天服的低壓環(huán)境，人體組織和體液中的氮氣會出現(xiàn)過飽和，過飽和的氮氣超過一定限度就會在組織和體液中形成氣泡，從而造成“減壓病”，使航天員皮膚出現(xiàn)瘙癢、冷熱感和蟻爬感，引起關(guān)節(jié)疼痛、胸部不適、咳嗽和呼吸困難，甚至死亡。

為了防止減壓病的出現(xiàn)，航天員在進(jìn)入太空前要在氣閘艙中進(jìn)行吸氧排氮，將體內(nèi)的氮氣量降低到最小。因此，航天員艙外活動的時間無論長短，即使只有幾分鐘，都要花費1.5～2小時的預(yù)吸氧時間。由于采用了這個措施，到目前為止，在載人航天史中還沒有航天員發(fā)生過減壓病。但是，不能掉以輕心，在艙外活動時間長，還是有可能發(fā)生減壓病的。

綜上所述，太空行走確是一件危險的事，但也是十分必要的。我國“神七”上實現(xiàn)艙外活動標(biāo)志著我國的載人航天已經(jīng)完成了近期目標(biāo)的第一步(實現(xiàn)載人航天)，而進(jìn)入第二步(進(jìn)行航天員艙外活動和空間交會對接，發(fā)射短期有人照料的空間實驗室)，它將為建造大型、長期有人照料的永久型空間站的第三步奠定基礎(chǔ)。