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日誌2019-07-25 18:40

[達人專欄] [星際探險] 宇航服好複雜

作者:村上義輝

一、 設計理念
(圖片來源:wiki)


  宇航服的設計要求有三點如下:

  1. 穿戴舒適,活動方便。

  2. 多功能設備齊全。

  3. 保障宇航員安全。

  以上三點看似簡單的要求,但在宇宙中卻是極大的挑戰,宇宙就如同深海,這不亞於把一個人放入深海之中,那麼這個人不但要抵抗壓力與溫度的差異,更要能夠在深海中活動自如,甚至要能夠正常作業,不論是通信或是紀錄等等的工作。


二、 安全舒適至上
(圖片來源:wiki)


  秉持著上述的理念,最終宇航服有了下列的功能,而我以自己認為較重要的幾點來詳細說明一下:
  
  1. 保持壓力平衡:

  由於太空中的大氣壓力近乎於零,若無此機制,人瞬間進入氣壓過低的地方,將會患上潛水夫病也就是所謂的減壓症,此症狀會有皮膚皮疹、虛脫、關節痛、視覺障礙、平衡障礙、呼吸困難、痲痺、癱瘓、昏迷、甚至死亡。

  2. 保持體溫與阻擋輻射:

  宇航服的表層有阻隔輻射的功能,但效果有限,而內部則會有一套調解溫度的系統,由於太空不同於地球,無法使用對流的方式散熱,於是大多是以傳導的方式散熱,實際的做法類似電腦的水冷設備,用較冷的水帶走身上的熱度,以保持舒適。

  3. 提供氧氣與吸收二氧化碳:

  眾所周知宇航服內會有氧氣瓶來提供氧氣,而人所排出的二氧化碳,則由二氧化碳淨化器的主要成分氫氧化鋰來吸收,以保持空氣的新鮮。


三、 因應環境


  在太空中宇航員所執行的任務都是不同的,但大致可以區分為兩類,而這兩類的衣裝功能也有所差異如下:


(圖片來源:wiki)


  1. 艙內宇航服:

  艙內顧名思義就是在室內穿的服裝,通常會穿著此服裝時,宇航員都是相當興奮的,一是準備升空時,二是準備返回地球時才會穿,主要是防止太空船在經過大氣層時造成氣體洩漏導致氣壓下降,此時宇航服將會起到關鍵的保命作用。


(圖片來源:wiki)


  2. 艙外宇航服:

  艙外顧名思義就是在室外穿的服裝,它的結構相當的複雜,以目前NASA最先進的為例足足有十四層之多,具有加壓、充氣、通信、維生系統,而通常會穿著此服裝時,宇航員都是相當緊張甚至是害怕的,一旦踏出艙外,既使宇航服有一定的保護程度,仍然遠遠不及在太空船中安全,太空中有太多的變數,隨便一種都可以要了宇航員的命。


四、 使用者要求
(圖片來源:每日頭條)


  對於宇航員而言最困難的不是學習操作設備或學習語言,而是適應性練習與體能的鍛鍊,在一整天的訓練課表中單單體能訓練最多就能達到六個小時,整整六個小時的運動,身為肥宅的我肯定第一個打退堂鼓。


  然而適應性的訓練更是一種折磨,在無重力的環境下,血液會衝到大腦,造成頭痛、暈眩、昏迷,甚至休克,而且還要在這種環境下去吃太空食品,那更是要命了,因此初學者通常不是吐到四腳朝天就是暈得不省人事。


  在每天如此刻苦的訓練下連續兩年,才有資格被選為為時三個月的太空站任務,盡管如此愛好太空的人們依然前仆後繼,只願衝出地球,看看那無盡深邃的宇宙一眼。


五、 造價高昂
(圖片來源:NASA)


  如前文所述,宇航服功能繁多運用各種機制保護宇航員,艙外服的結構更是高達十四層,每層都有特殊的設備來克服艱難的環境,因此平均一件宇航服最少都要 100 萬美金,若有特殊要求甚至會更貴。


  但這成本還得加上穿它的宇航員,一個宇航員兩年的訓練費也要百來萬美金,如此看來培訓一名合格的宇航員至少就要 200 萬美金以上,這是何其可怕的數字,難怪很多人都說航太就是個錢坑。


  在太空競賽後,NASA的金援逐漸減少,導致太空探索的工作不斷的遭到推延,於是乎NASA開始賣周邊、展覽、電影,甚至如今當紅的直播,他們如此拼命的找錢,只為了回到太空,回到他們嚮往的一切。


  順帶一提 NASA 在 youtube 上每天都有直播,內容很多元,有興趣的可以去看看,很喜歡看教官在介紹艙內生活的事情,雖然都是英文看著很吃力就是了。


六、 穿上宇航服
(圖片來源:漫畫宇宙兄弟)


  想必很多人也曾跟我一樣看過宇宙兄弟,也因此對宇宙相關事物感到深深的迷戀,劇情中各式各樣的訓練無不讓人感到熱血沸騰,一次次地聽到想上到太空的理由,更不由得佩服他們的決心與毅力。


  在太空中,宇航員們要克服的不僅是身體機能上的不適,更多的時候得獨自面對孤寂,無聲的宇宙裡,除了機械的運轉聲外,就只剩下靜謐,安靜到讓人發慌。

(圖片來源:美國隊長劇照)


  因此在宇宙兄弟中教官們比起身體能力或實際操作的好壞,他們更重視心理素質,只有充滿勇氣與堅韌不拔的人才有資格穿上這件宇航服,就好比美國隊長,在絕望的情況下,仍有勇氣與之奮戰,這就是我所憧憬的宇航員。




  最後感謝大家的觀看,太空在人們眼裡是一種遙遠的幻想,卻不曾想過你的手機就是因太空探索而被製造出來的。

  宇航服種類繁多,但百變不離其宗,就是為了保護宇航員所設計的,然而要穿上它絕不容易,除了基本的體力與智力外,重中之重的是心理層面,若沒有強大的抗壓性,那麼再好的宇航服也擋不住你心中無盡的寂寞與害怕。

  
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