河北省承德市營子區(qū)鷹城一中 高 瑩

漫話人造空氣

河北省承德市營子區(qū)鷹城一中 高 瑩

從2003年10月“神舟五號”載人飛船的首次成功發(fā)射，到今年第四季度值得期待的“神舟十一號”載人飛船與“天宮二號”空間實驗室的交會對接，這一切無不牽動著億萬中華兒女的心，也記錄著中國航天事業(yè)跨越式發(fā)展的腳步。在分享喜悅的同時，同學(xué)們或許不曾想到，宇航員在太空中呼吸的并非是純氧而是人造空氣。

說到這里，同學(xué)們或許會問：在相同條件下，純氧要比同體積的空氣更能延長使用時間，為什么在航天實際操作中，卻放棄了攜帶純氧這個方案呢？這要從上世紀(jì)六十年代的兩起由純氧引發(fā)的航天事故說起。

1961年3月23日，被確定為前蘇聯(lián)首航太空的宇航員邦達(dá)連科在充滿純氧的艙室里進(jìn)行緊張的訓(xùn)練。休息時，他用酒精棉球擦完身上固定過傳感器的部位后，隨手將它扔到了一塊電極板上，結(jié)果艙內(nèi)燃起大火，他被嚴(yán)重?zé)齻?0個小時后死亡，成為人類載人航天活動中第一位遇難的宇航員。

1967年1月27日，美國肯尼迪航天中心在進(jìn)行載人飛船地面聯(lián)合模擬飛行試驗時，充滿純氧的飛船座艙突然起火，在幾十秒內(nèi)3名航天員被燒死在艙內(nèi)。后來查明，這次起火的原因是飛船導(dǎo)線短路，電火花引燃了艙內(nèi)塑料制品。阿波羅飛船采用的是1/3大氣壓力的純氧方案，一些在正常空氣中本來是耐火的塑料制品，在純氧中卻成了易燃物品。此外，艙門打開時間設(shè)計為90秒，著火時船內(nèi)形成負(fù)壓，無論在外面還是在里面，艙門在極短的時間內(nèi)都無法打開。等救援人員打開艙門時，3名航天員已被活活燒死。

通過學(xué)習(xí)同學(xué)們已經(jīng)知道，可燃物在氧氣中燃燒比在空氣中更加劇烈，甚至某些在空氣中不能燃燒的物質(zhì)卻可以在氧氣中燃燒。因為兩次航天事故中的太空艙內(nèi)采用的都是純氧方案，這樣使一些空氣中的耐火制品，在純氧中變成了易燃物品。兩次航天事故給了后人很多啟發(fā)，科學(xué)家們開始尋找新的辦法來解決這個難題，經(jīng)過艱苦努力和探索，終于研制成功了“人造空氣”，來供航天員呼吸。據(jù)航天專家介紹，目前用于航天的“人造空氣”的成分為：氮氣含量約占70%，氧氣含量占20%以上，此外還有二氧化碳等氣體，非常接近空氣的比例。在太空艙中，航天員呼出二氧化碳，吸進(jìn)氧氣，飛船能根據(jù)儀器實時監(jiān)測各種氣體含量，并自動調(diào)節(jié)各種氣體成分，同時將有毒的氣體過濾掉，始終保證飛船內(nèi)的空氣適合航天員呼吸。

在未來的時間內(nèi)，探索外層空間將會成為中國航天計劃的重要內(nèi)容。按照計劃，我國將在2018年發(fā)射三艙空間站，2024年的“嫦娥四期”工程中，中國航天員將可能執(zhí)行登月任務(wù)。科技在發(fā)展，時代在進(jìn)步，或許若干年后執(zhí)行登月任務(wù)的宇航員攜帶的新型人造空氣，是由同學(xué)們親手設(shè)計的呢。