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大气压力——乘员舱大气环境模拟

2012-06-07 20:11:26
  

  (1)乘员舱大气环境

  人在宇宙空间高真空、强太阳辐照和冷黑的恶劣环境中是不能生存的。载人航天器的绝热密闭乘员舱可以将航天员和宇宙空间环境隔离开,对空间有害的环境因素进行防护。载人航天器的环境控制和生命保障系统,可以在乘员舱内创造一个适宜人生活的人工大气环境,提供航天员所需要的生命保障和工作保障条件。

  为了使乘员舱内的人工大气环境符合人的生理需求,在研制载人航天器乘员舱时,必须对其工程设计,如乘员舱结构设计、绝热设计以及环控生保系统设计等,提出相应的医学要求。在载人航天器正常飞行状态下,要保证处于乘员舱人工大气环境中的航天员不会发生减压病、耳膜损伤、缺氧症或氧中毒症,不受二氧化碳及其他有害气体侵害,也不因过度的高温和低温损伤身体。

  对乘员舱大气环境提出的医学要求,从医学角度来说应该是安全的,能够确保航天员的身体健康和生命安全。同时,从工程角度来说,还应该是合理和可行的。这二者有时相互矛盾,甚至是对立的,要将其协调起来是一件困难的事情,往往需要利用乘员舱大气环境模拟设备,进行大量的航天环境医学研究实验,才能够将二者协调起来。

  (2)乘员舱压力应急环境

  航天飞行中,微流星、陨石或空间碎片有可能击穿乘员舱以及舱门,发生泄漏等突发事故,导致乘员舱异常减压而进入压力应急状态。在压力应急状态中,乘员舱内大气压力和氧分压的持续降低,会使航天员发生严重急性缺氧及减压病。如果减压速度太快,还有可能由于人体内脏急速胀气,造成人体机械性损伤。压力应急状态是一种极易导致航天员死亡的紧急严重事故状态,是航天飞行中最危险的应急状态之一。

  在乘员舱出现压力应急状态时,通常采用如下压力应急防护措施。

  1)环控生保系统转入压力应急状态工作模式,加压供氧系统自动为失压的乘员舱供氧补氮,减缓其减压速度,并使舱内维持一定的氧分压,以便使航天员在穿航天服的过程中,不致处于过低的大气压力和氧分压环境,避免航天员产生低压缺氧和减压病。

  2)航天员尽快穿上舱内航天服,避免身体直接暴露在低压和低氧状态。乘员舱是航天员的一级防护手段,舱内航天服则是二级防护手段。当航天员穿上舱内航天服后,环控生保系统向服装内供应大流量纯氧,舱内航天服上的压力调节阀将服装内的大气维持在一定的压力水平上,以免其随乘员舱的压力一起持续下降。在这种情况下,尽管乘员舱的大气压力和氧分压可能迅速下降到很低的水平,但处于舱内航天服内的航天员,可以呼吸到纯氧并处于适当的大气压力下,从而避免出现缺氧症状或减压病。在发射、返回、对接和变轨等载人航天的复杂和危险飞行阶段,发生事故的可能性相对较大,因此,航天员在这些飞行阶段必须穿着舱内航天服,以保证在出现意外情况时的生命安全。

  3)选拔低压缺氧耐力强、减压病易感性低的人作为航天员,以使其对压力应急环境有较强的对抗能力。

  4)加强航天员的技能训练,避免出现可能造成压力应急事故状态的误操作,使航天员具有紧急处置压力应急状态的能力。

 
(责任编辑:杨帅)


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