奇妙的太空探秘

本书将中国航天员太空课堂的内容整理、扩展成科普读物,围绕太空课堂的实验展开,科学地阐释了失重条件下各种奇妙现象的物理原理(www.fankang.net)。——编者

一、为啥在海南发射航天飞船

我国最新的航天发射场建在了海南省,这也是我国的第四个航天发射场,为什么偏偏选中了海南呢?

海南岛是我国陆地省份中纬度最低的,也就是离赤道最近的地区,而火箭发射场与赤道的距离越近、纬度越低,发射卫星时就可以更好地利用地球自转的离心力。因为在这儿,赤道本身旋转运动可以抵消一部分引力,这样就可以用更少的燃料,让火箭飞得更远,成本也会降低很多。而且将发射场选在海南,火箭就可以通过水路运输,同时发射后火箭的残骸可以坠到大海中,降低了造成意外风险的可能性。

最理想的发射场地应靠近赤道。欧洲航空局的圭亚那库鲁航天发射场靠近赤道,其位置约北纬5°,美国宇航局的卡纳维拉尔角发射场设在佛罗里达州,其位置约北纬28°,这些发射基地均是考虑了低纬度要求。

再来说说航天员的超重和失重。人体的重量是地球引力产生的受力指标,通常所说的重量就是“站在地球表面静止不动的受力大小”。假如我们在运动的电梯里,当电梯向上运动时,我们感觉变重了,那是因为我们除了感受重力,还有电梯向上的拉力,两者叠加使我们感觉“超重”了;反之,当电梯向下运动时,电梯向下用力,两者抵消使我们感觉“失重”了。所以,航天员出发时会经历超重过程,而返回地球时会经历失重过程。

微重力是指物体受到的力不超过地面重量的万分之一,围绕地球飞行的太空站就是微重力环境。太空处于失重或微重力环境,在太空的航天员,吃、穿、住、行等都要适应这种漂浮状态,飞船舱内的物品,如果不用带子固定,都要飘着。航天员要想行走,只能用双手推拉舱壁使得身体移动。若是出舱活动,则需要特殊装置来帮助航天员走动。

在失重条件下,四肢已感觉不到重量,人体感觉不到头部的活动。这种异常的感觉会使航天员产生定向错觉,当用手推拉航天器舱壁时,航天员感觉不到自己是前后运动,而是会认为航天器在前后运动,自己是静止不动的。

在微重力环境下,航天员们可以轻松地完成那些在地面上不可思议的动作。例如,手举起另一个航天员、随意在空中翻滚等。如此反常的环境会使航天员出现头晕、目眩、恶心、困倦等症状,也会对体内器官造成影响。由于缺乏重力的向下吸引,身体血液会向上半身和头部转移,出现颈部静脉鼓胀,脸变得虚胖,鼻腔和鼻窦充血,鼻子不通气。

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