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高階受驚嚇指南：宇航員在天上最怕什么？

七俠蕩寇志 >《航空知識(shí)》

2019.11.25

關(guān)注

最怕

太空行走時(shí)，繩索斷了？！

nonono

還有人不系帶呢

這是我最羨慕的人，也是我認(rèn)為的世界上最自由的人

1984年，宇航員麥坎德利斯第一次完成了不系帶太空行走

但我一直有一個(gè)疑問，上過太空的宇航員，生命會(huì)縮短嗎？

——編者

魅力與威脅并存

太空特殊的環(huán)境，一直是人類研究的項(xiàng)目之一，但進(jìn)展緩慢，因?yàn)樘y模擬和測試。比如20世紀(jì)60年代開始的太空育種研究，需要利用各種返回式空間飛行器搭載生物種質(zhì)資源進(jìn)人空間環(huán)境一段時(shí)間，回到地面后，通常都會(huì)有些變化，甚至長出新品種。

那么在這種特殊環(huán)境里，宇航員怕不怕呢？

他們的身體會(huì)不會(huì)發(fā)生什么變化呢？

目前的常規(guī)載人航天器，如“神舟”系列飛船、國際空間站等，因?yàn)槎歼\(yùn)行在距地面300到500千米的近地軌道上，地球磁場能在很大程度上保護(hù)他們免受空間環(huán)境輻射。

再加上航天器艙壁、航天服等的屏蔽防護(hù)，以及飛行時(shí)間較短，所以正常情況下空間輻射對宇航員的危害不大。

但要是遇上惡劣的空間環(huán)境，如偶發(fā)的太陽質(zhì)子事件，空間輻射就會(huì)對宇航員產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此在載人航天任務(wù)中，有大量的輻射防護(hù)措施，包括監(jiān)測預(yù)警太陽質(zhì)子事件、在航天器中建造專門的輻射避難裝置、制定各種情況下的飛行計(jì)劃和操作預(yù)案等。

近幾年，世界范圍內(nèi)似乎再次掀起了深空探測熱潮，中、俄、美都宣布了各自的火星探測計(jì)劃。

未來如果開展再次登月行動(dòng)或者載人登火，宇航員會(huì)因失去地球磁場的保護(hù)，更容易遭到宇宙射線、太陽粒子事件等的影響嗎？

2015年3月，美國NASA宇航員斯科特·凱利（Scott Kelly）與他的同卵雙胞胎哥哥馬克·凱利（Mark Kelly）參與了一項(xiàng)與火星旅行有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，探索長時(shí)間太空飛行對人類的影響。

兩人都是NASA宇航員并執(zhí)行過飛行任務(wù)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為：斯科特在國際空間站駐站1年，與此同時(shí)馬克在地面接受測試。在駐站前、駐站期間和駐站后，研究人員定期采集兄弟倆的血液樣本，并對他們進(jìn)行生理和心理測試。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，二人之間的大部分差別，在斯科特回到地面6個(gè)月后會(huì)恢復(fù)正常。但在基因表達(dá)（人體對DNA損傷、端粒調(diào)節(jié)、骨結(jié)構(gòu)以及免疫系統(tǒng)應(yīng)激方面的反應(yīng)）、心血管系統(tǒng)等方面出現(xiàn)了難以解釋的差異，且基本發(fā)生在駐站6個(gè)月后。

不過，先不要擔(dān)心。斯科特同志好好的！

在2019NIWeek閉幕式上，他還壓軸分享了他的太空故事。他說太空里的工作充滿了挑戰(zhàn)，需要Full Force Ahead。不但宇航員要全力以赴，整個(gè)航天系統(tǒng)中的所有環(huán)節(jié)，都同樣如此。

為了保障宇航員的生命安全，有無數(shù)人在地面一次又一次地模擬和測試上天的各種設(shè)備，甚至是宇航員的每一次小操作。

就像大家熟知的地面鐵鳥模擬測試飛機(jī)的各個(gè)分系統(tǒng)一樣。鐵鳥是只什么鳥？

然而，還有許多航空和航天場景，在地面模擬、仿真測試是極其困難的。

就好像國際空間站上進(jìn)行的關(guān)于人體長期在外太空環(huán)境下所受的影響，到目前為止，只執(zhí)行過一次持續(xù)一年的任務(wù)，即斯科特的雙胞胎實(shí)驗(yàn)。在更多情況下，強(qiáng)大的航空航天領(lǐng)域測試平臺(tái)成為選擇。

宇航員最怕的不是太空輻射，因?yàn)辂溈驳吕?0歲高齡去世，鼎鼎有名的阿姆斯特朗也是82歲高壽辭世。他們最怕的是火箭或者飛船出現(xiàn)安全故障。哪怕一個(gè)小螺釘發(fā)生故障，都有可能造成無可挽回的巨大損失。

所以每次航天發(fā)射才舉世矚目，每次新型號(hào)的成功才掌聲雷動(dòng)。

在SpaceX利用“獵鷹”9號(hào)搭載“龍飛船”發(fā)射的全流程中，星箭系統(tǒng)，包括對接和返回程序，都需要無數(shù)次地面測試成功后，才能發(fā)射。創(chuàng)立于1976年的美國國家儀器（NationalInstruments，以下簡稱NI）公司深度參與其中，NI智能測試系統(tǒng)應(yīng)用于模擬SpaceX的獵鷹9號(hào)和龍飛船任務(wù)中的太陽能電池板展開、艙門打開等動(dòng)作。

NI專門從事與測試、控制、設(shè)計(jì)領(lǐng)域相關(guān)的，包括虛擬儀器和電子測試設(shè)備等工程軟件的開發(fā)。作為一家連續(xù)11年入選財(cái)富雜志百大最佳工作環(huán)境名單的公司，2018年的營業(yè)收入達(dá)13.6億美元，在50多個(gè)國家設(shè)有辦事處，每年為超過35,000家公司提供服務(wù)。

在航天測試領(lǐng)域，NI可提供包括衛(wèi)星單機(jī)/分系統(tǒng)的自動(dòng)化測試，綜合電子桌面聯(lián)試到組裝、集成、試驗(yàn)和測試，以及電氣地面支持設(shè)備測試方案；覆蓋衛(wèi)星平臺(tái)和載荷在內(nèi)從研制到在軌管理整個(gè)生命周期完整測試解決方案，提供衛(wèi)星遙測遙控、高速數(shù)傳、衛(wèi)星姿態(tài)與軌道仿真、GPS/Beidou導(dǎo)航信號(hào)模擬、電源供配電、熱控、結(jié)構(gòu)構(gòu)型和環(huán)境試驗(yàn)等在內(nèi)的眾多分系統(tǒng)和相互聯(lián)測。未來，NI將繼續(xù)致力于推出國防和航空航天領(lǐng)域的優(yōu)化測試解決方案。

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