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天人地 2024-05-03 16:22
试想一下:如果你是一名宇航员,在太空中执行任务时,飞行器突发故障,周围没有其他飞行器,也没有任何人前来支援,你只能看到寂静黑暗的宇宙和脚下蔚蓝的地球。
这时,你要如何逃出生天,返回家园呢?你似乎已经无路可走,但你仍决定放手一搏——这是唯一可能存在一线生机的逃生方式,那就是跳伞
在这种情况下,因为飞船失控而被迫跳伞逃生的你,有可能安然无恙地降落地面、重返地球吗?你有多少概率可以生还呢?如果失败,你的躯体在太空中又会发生什么呢?
这些问题本质上其实是跳伞这一极限运动领域一直想要突破的,几乎不可能完成的一大任务——太空跳伞





“太空跳伞”,其实早已有人实践


实际上,太空跳伞并非只是存在于人们脑海中的想象,反而早在半个世纪前就已经有人被动地实践过——这就是震惊全世界的“悲壮的两小时”,苏联联盟一号惨案


冷战期间,美苏两个大国从未停止在各个领域的竞争,而宇航登月又是两国竞争的一个重点。于是,在1967年,苏联秘密地建造了联盟一号飞行器,期望在神不知鬼不觉的时候偷偷将宇航员送上月球,打美国个措手不及,从而赢下两国之间在航天航空领域的竞争。
然而,也许是因为太过急切地想要在竞争中拔得头筹,联盟一号在实际发射时其实还未做好准备。发射前的几个月,苏联方曾做过三次无人实验,无一例外都在实验中发现了各种问题——联盟一号还有上百个技术缺陷亟待解决,许多部件仍没有通过质量检测——可是,在高层的施压下,它还是如期发射了。


1967年4月23日凌晨,联盟一号在拜科努尔航天发射场发射升空,担任驾驶员的是苏联宇航英雄加加林的好友弗拉迪米尔·科马洛夫。飞行器虽在发射时没出什么幺蛾子,顺利进入预定轨道,但在进入预定轨道后不久就发生了各种故障。
飞行器的太阳能电池板只有一块成功展开,这令飞行器的姿态控制系统很快就开始失灵,随之而至的是飞行器无法保持稳定,以至于一直在摇晃、旋转,不久后便脱离了预定轨道。科马洛夫陷入了巨大的困境,但雪上加霜的是,通信系统也不约而同地出现了故障——他无法联系上任何人,只得独自直面命运。


这时,要想逃出生天、返回地球,科马洛夫的眼前只剩下了一条路——“太空跳伞”。这并不是字面意义上的太空跳伞,也就是在飞行器发生故障的当下直接“弃船而逃”,跳出飞船就朝着地球开始自由落体。
原因在于,没有任何肉身可以在穿过大气层的过程中抗住大气高压以及摩擦力带来的高温。一般情况下,在大气层中自由落体的所有事物的结局都一样——变成一个大火球


因此,科马洛夫很快就确定了计划:先控制飞行器到一定轨道,让其被地心引力吸引,从而向地面开始下坠,等飞行器到达合适的高度,再打开降落伞,最后安全抵达地面。
在极大的无助和惊恐中,科马洛夫稳住心神,进行了精确的计算,并开始操作飞行器。他不断在失控的控制系统中调整着飞行器的姿态和方向,在绕地球飞行了19圈后,终于找到了最佳的角度和时机,将飞行器对准了返航的正确路线。在向地面断断续续地通报了情况后,他驾驶着飞行器义无反顾地飞入了大气层。


进入大气层后,飞行器很快便在激烈的颠簸中剧烈地发生摩擦,表面温度急速升高,飞行器周围出现了火焰和电火花。然而,宇航员在返航过程中赖以保命的防热涂层却并没有在联盟一号的表面发挥应有的作用,其表壳的金属很快就开始熔化、变形
科马洛夫在这样的绝境中咬牙坚持着,终于熬到了飞行器的高度降低至距离地面仅7公里的时候,他迫不及待地按下降落伞按钮,却绝望地发现降落伞按钮失灵了。他再次尝试向地面呼救,传回驾驶舱的却只有断断续续的电流声——即使做了所有可做的努力,科马洛夫也意识到,自己注定要交代到这里了


最终,飞行器直直地撞向了地面,驾驶舱被直接压扁,同时大火还在不断燃烧。救援人员拼尽全力搜索,却只找到了一块面目全非的烧焦的遗骸。后来,苏联为牺牲的宇航英雄科马洛夫举行了国葬,并将其骨灰撒在了克里姆林墙下,以作为对科马洛夫最崇高的缅怀。
科马洛夫生前曾说:“我不怕死,我只怕没有做出贡献。”却不曾想这话一语成谶——然而,无论后来发生了什么,都救不回这名人类历史上第一位牺牲的宇航员的生命了;并且,无论如何补救,都掩盖不了事故完全是一场“人祸”。


也就是说,人类历史上第一次非严格意义上的“太空跳伞”的尝试,轰轰烈烈地失败了。



真正的太空跳伞,有可能成功吗?


科马洛夫太空自救的尝试失败了,但试想一下,如果在距离地面7公里的最后关头,联盟一号飞行器的降落伞可以正常运行,那么科马洛夫其实是有机会存活下来的。
也就是说,如果你作为宇航员,在太空中遇到突发事故,最有可能生还落地的方法,就是像科马洛夫那样,先操纵飞行器下降到合适高度,再尝试跳伞。不过,这并不是严格意义上的“太空跳伞”,因为太空距离地面的高度,远比我们想象的还要高。


在科学定义中,太空指的是地球大气层外的广袤空间。而大气层又被分为5个层次:距离海平面10公里以下,为对流层;距离海平面10~40公里,为平流层;距离海平面40~80公里,为中间层;距离海平面80~370公里,为热成层;距离海平面370公里以上,为电离层,即外大气层。
那么,距离海平面多少距离以上才能被称为“太空”呢?虽然并没有一个明确的分界线,但科学家们还是设定了一个数值,即“卡门线”——距离海平面100公里以上,就算作是太空空间。这么算来,科马洛夫跳伞时的高度,仅仅只达到了对流层而已。


也就是说,如果是严格意义上的太空跳伞,即距离海平面最少100公里的跳伞,无论宇航员穿戴着什么设备,都只有一个结果:在穿越大气层时被剧烈的摩擦力磨成大火球,最后变成焦炭。
即使这名宇航员“开了外挂”,不惧任何摩擦力引起的高温,他也会在大气环境的极低温和高压中被冻成冰棍,或是直接“爆体而亡”
但人类其实从未停止对“太空跳伞”的幻想,不乏有勇士不断挑战人类更高的跳伞高度记录。1960年,美国空军上校乔·基廷格从距离地面31300米的热气球上一跃而下,上演“终极跳伞”,创造了记录,他也因此被称为“平流层跳伞之父”。


2012年,奥地利极限运动员菲利克斯·鲍姆从距离地面39045米的高空中成功跳伞降落,下落过程的最高速度达到377.12米每秒,突破了340米每秒的音速,成为了第一个在跳伞运动中突破音障的人类
2014年,前谷歌副总裁阿兰·尤斯塔斯再次刷新了这一纪录,将人类跳伞最高高度提高到了41400米——至今,这个记录也尚未有人打破。不过,这个高度和太空的高度比起来,连一半都还没到。





跳伞失败,你的尸体在太空中会怎样?


毫无疑问,以人类目前的技术水平,不可能真正做到太空跳伞。那么,如果有人“视死如归”,真的从太空轨道中的飞行器往外跳,会发生什么?
其实,他并不会直接向地面坠落,因为位于运行轨道中,其自身重力、运动产生的力和地心引力会达成一个平衡,他的身体会继续在轨道中运行,成为一颗“地球卫星”,在真空中飘荡。
如果他没有穿宇航服,在漫长的时间过后,由于与种种太空粒子的摩擦,最终这种平衡被打破,他的身体才会以粒子的形态返回地球。


这是因为,在没有宇航服的保护的情况下,人体在白天会被加热到极高的温度,这不至于让人直接烧起来,但会蒸干其体内的所有水分,还来不及被微生物所分解,尸体就干了。而到了晚上,温度会下降,但不至于直接下降到把人冻住,这是因为太阳光的辐射散热没那么快。
在太阳光和宇宙射线的作用下,干尸会逐渐被分解,成为极微小的粒子,坠入大气层。


而如果穿着宇航服,就令人体在宇宙环境中有了一层保护,可以基本维持人体的温度和湿度——这也意味着,宇航服内成了微生物的温床。宇航员的尸体会很快腐败,并在不久后膨胀成“巨人观”,再之后宇航服内的氧气会被微生物消耗殆尽,就到了厌氧菌表演的时候了。
厌氧菌在腐败的尸体上大量繁殖,仿佛“发酵”一般,把宇航服内的尸体分解成连汤带骨头的“酵素汤”。在这之后,如果宇航员离地球更近,他就可能坠入大气层;而如果宇航员离地球没那么近,他则可能飘向太阳。


虽然真正的太空跳伞在现技术发展阶段还是不可能做到的事,但在未来,新的技术、新的材料不断投入应用,相信可以保护人体安全穿越大气层的新型“宇航服”也迟早会面世。到那时,太空跳伞将成为你我这样的普通人都可以体验的娱乐项目。

jjybzxw 2024-05-03 18:25

如果一艘飞船在太空中失控,并且不得不进行某种形式的“太空跳伞”,那么其乘员将面临极端的生存挑战。让我们假设在这种情况下,乘员决定离开飞船并尝试返回地球,以下是可能发生的一系列事件:

1. 舱门开启:在太空中打开飞船舱门不会像在地球上那样导致气压骤降,因为太空中的压力几乎为零。但是,一旦舱门打开,飞船内部的压力会迅速逸出,可能导致舱内设备损坏和乘员身体受伤。

2. 个体保护:为了在这样的紧急情况下生存,乘员可能需要穿着特殊的太空服,这种太空服能够提供必要的生命支持(例如氧气供应)并保护他们免受极端温度和辐射的影响。

3. 无阻力下坠:由于太空几乎没有空气阻力,一旦离开飞船,乘员将以接近轨道速度(在低地球轨道上约为7.8公里/秒)自由下落。这意味着他们将继续绕地球轨道运行,除非他们能够通过某种方式改变其轨迹。

4. 轨道修正:为了重新进入大气层,乘员需要使自己减速,以便脱离当前的轨道。这可以通过多种方式实现,比如通过喷射器、降落伞或者其他能够产生推力的装置。然而,在没有大气的太空中,这些方法的有效性是有限的。

5. 大气再入:一旦成功减速并开始重新进入大气层,乘员将面临极端的热和摩擦力。如果没有适当的保护措施,这可能导致太空服损坏,甚至更严重的伤害。

6. 降落控制:在大气层中,乘员需要控制自己的降落以避免过快的速度导致撞击地面。如果没有降落伞的帮助,这将是非常困难的。

7. 生存着陆:最终,乘员必须安全着陆。这需要考虑着陆点的选择、着陆时的速度控制以及应对可能的二次伤害。

总结来说,即使是在极端的失控情况下,飞船的乘员被迫进行“太空跳伞”,他们能否重返地球也会取决于众多因素,包括他们所拥有的资源、太空服的设计、以及他们的运气。在现实世界中,这种情况极为不可能,因为现代航天器都设计有冗余系统和应急方案来防止此类极端情况的发生。此外,宇航员在出发前都会接受严格的训练,以处理各种可能的紧急情况。

让我们更详细地探讨一下太空跳伞的概念以及为什么它在当前是不可行的。

首先,我们需要理解太空和大气层之间的区别。太空通常是指地球表面上方约100公里以上的区域,这里的空气非常稀薄,几乎没有阻力。而大气层则是指包围地球的气体层,随着海拔的升高,大气压力和氧气浓度都会显著下降。在大约33公里的高度以上,大气压力已经变得非常低,这就是平流层顶部,再往上就是外太空了。

太空跳伞的概念涉及从轨道高度(大约200公里到1000公里)跳下并进入大气层。以下是几个关键难点:

1. 真空环境:在太空中,没有空气意味着没有足够的压力来支持人的生命功能。人体在真空中无法生存,因为缺乏氧气和承受不住内外压力差异导致的气压伤等。

2. 高速与摩擦热:即使宇航员能够从太空舱中安全跳出,他们将以极高的速度(大约9.8米/秒²的加速度)冲向地球。在没有保护措施的情况下,空气阻力将产生极高的摩擦热量,这足以烧毁任何未经特殊设计的衣物或设备。

3. 重力加速:在没有空气阻力的情况下,跳伞者会因地球的重力而不断加速。在达到一定速度之前,跳伞者将无法打开降落伞,因为大气层的稠密度不足以支撑降落伞发挥作用。

4. 导航与控制:在太空中,没有明显的参照物来帮助跳伞者确定自己的位置和方向。此外,在高速下落过程中,即使能够打开降落伞,跳伞者也很难控制自己的姿态和降落点。

5. 生命支持系统:在长时间的下降过程中,跳伞者需要持续的生命支持,包括氧气供应和体温控制。

综上所述,太空跳伞是一个极其复杂且充满风险的挑战,需要解决一系列的技术和生理难题。尽管如此,人类对探索极限的渴望可能会推动相关技术和装备的发展,但目前来看,太空跳伞仍然是一个遥远的梦想。


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