航天专家详解天宫一号 飞行速度可达音速22倍

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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。 记者 韩娜



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