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宇航员戴的头盔面罩,既要防止起雾,又要抵抗太阳辐射和内外气压差,它的工艺是不是相当复杂?其实,这种材料就是生活中随处可见的塑料。很多人可能不相信,认为塑料这种材料这么低端,平时放在火上烤一烤就会变形,怎么抗得住复杂多变的宇宙环境呢?其实,宇航员在太空中执行出舱任务时,无非需要面对几大困难:宇航服内部能够源源不断地提供氧气,而宇航服外面地太空中几乎是真空的,所以会产生巨大的压力差。太空中的气温差异大,以空间站为例,在太阳照到的地方由于没有大气散热,外壳可能会高达170℃。如果长期没有太阳照射被星球挡住,气温可能到-150℃,所以空间站地外壳有一套密封的隔热材料。由于宇航员地头盔是透明的,太阳光在没有大气削弱的情况下,各种紫外线和辐射非常强。
而这几大困难,塑料都可以解决。虽说现在的塑料非常常见且便宜,但是它的制造工艺其实并不简单,完全可以归类为现代黑科技。塑料是上千种人工制造的高分子合成材料的总称,最大的特点就是可塑性强。在一些科幻电影中,有宇航员因为内外压力差而爆炸的场景,给人的感觉就好像太空中的气压差非常危险。实际上真实的太空气压差没有这么大,据测算,在阿波罗登月时宇航服内仅有0.3个大气压。这个气压差在塑料面前根本不值一提,光是我们平时看到的可乐瓶就足以抗住10个大气压,像宇航服头盔这种高端产品,如果用上最先进的工艺,完全可以将它的承受力再提高很多。其次,面对太空中较大的温差,制造宇航头盔的PC塑料,可在-100℃-130℃之间长期使用,脆化温度在-100℃以下。听上去好像扛不住太空中的极端温度,但其实宇航头盔的PC材料和一般的塑料处理工艺是不同的,然后再加一层隔热涂层就完全可以抗住太空温度了。最后是太阳光的强辐射,这个也比较好解决,比如在面罩上镀一层黄金,就可以挡住宇宙中的紫外线和强辐射。另外,宇航头盔的材料也并不是一种塑料,而是复合材料组成的,就像现在的很多战斗机顶棚外层用的PC塑料,内层则是有机玻璃。
虽然塑料功能强大,但是还有一个困难是它无法解决的,也就是宇航员呼吸时产生的雾气。这些雾气里面是有水的,由于宇航服内外温度差比较大,所以雾气碰到面罩后就会变成小水滴。而太空中没有重力,这些小水滴就会一直漂浮着,甚至糊在宇航员的脸上。比如,1966年,美国宇航员尤金·塞尔南在月球行走时,因为运动量过大热得满头大汗,面罩完全被汗水和雾气遮住了。也正因此他只能立即返回飞船,没能完成任务。在此之后,人们才发明出了除雾剂,如今宇航员使用的无泪防雾剂,已经基本可以避免这种情况了。虽说宇航员的头盔是PC塑料,但是作为国家工艺制造出来的塑料,显然和我们平时的塑料造价不同。不过,整个宇航服最贵的还是遮挡身体的宇航服。毕竟衣服不能像头盔那么硬,而较软的材料又可能抵抗不了太空环境中的辐射和温差,没有现成的材料,就只能通过多种技术来保障宇航员的安全了。除此之外,宇航服内各种氧气循环系统、散热系统等等也同样造价不菲,以至于一套宇航服就价值3000万。#头条创作挑战赛##宇航头盔##塑料#
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