北京時間 10 月 12 日消息，據(jù)國外媒體報道，只要氧氣罐能持久讓宇航員保持呼吸，他們就能存活在太空服中。當(dāng)前，宇航員普遍使用的艙外航天服（EMU）中的兩個氧氣罐和應(yīng)急氧氣補(bǔ)給系統(tǒng)可提供 6.5-8 個小時的氧氣供應(yīng)。

人類的思維被宇宙空間的錯綜復(fù)雜和神秘感所迷惑，并致力于揭曉其中的謎團(tuán)，從相信以 “地心說”為中心的扁平地球理論到現(xiàn)今拍攝到的黑洞陰影，以及幻想太空電梯和親眼目睹商業(yè)公司執(zhí)行載人軌道飛行，伴隨著人類科技發(fā)展，我們在天文領(lǐng)域取得了巨大進(jìn)步。

這些進(jìn)步使得人類社會向太空擴(kuò)張的夢想得以實現(xiàn)，盡管人類向太空殖民擴(kuò)張的觀點仍有爭議，然而，在人類探索宇宙空間的過程中提出一個問題：人類能否永遠(yuǎn)在太空中存活下來？

我們都應(yīng)該知道這個問題的答案是顯而易見的——人類不可能持久地在太空中存活。但是我們在太空服的保護(hù)下會怎樣呢？奧斯卡獲獎影片《地心引力》劇中一名宇航員穿著太空服在宇宙空間漂浮掙扎著，并詳細(xì)講述了她是如何克服各種困難存活下來，真的有可能僅穿著太空服就能在空曠的太空中存活嗎？如果是的話，會持續(xù)多久？

宇航員在空曠的太空中將面臨哪些威脅？

在我們回答太空服如何保護(hù)宇航員多長時間之前，我們應(yīng)當(dāng)清楚宇宙空間中存在的各種威脅。

宇航員進(jìn)入空曠的宇宙空間，將對身體帶來致命的傷害。

宇宙空間最明顯的特征是沒有任何可呼吸的氧氣，這是人類在太空中無法生存的主要原因，人體血液中儲存的氧氣僅能讓人保持清醒大約 15 秒，之后缺氧的血液被輸送至大腦，人們就會逐漸失去知覺。然而，該狀況下并不一定就是 “被宣判死刑”，如果昏迷狀態(tài)的宇航員在 1-2 分鐘內(nèi)被及時拉回充滿氧氣的呼吸空間，他們就有可能活下來。

同時，宇航員在太空中摒住呼吸實際上會導(dǎo)致更快速死亡，這聽起來似乎違背常理。事實是這樣的，當(dāng)空氣進(jìn)入人體肺部，將對肺壁施加恒定壓力，這個壓力相當(dāng)于地球上的大氣壓力，當(dāng)我們需要吸氣和呼氣時，其波動非常小。太空中沒有大氣層，因此也就沒有大氣壓，沒有大氣壓平衡人體內(nèi)部空氣壓力，我們的肺就會逐漸膨脹，最終破裂。膨脹的空氣會沖入呼吸道循環(huán)系統(tǒng)，造成氣體栓塞。如果你在空曠的宇宙空間摒住呼吸并阻止快速膨脹的空氣離開身體，將很容易導(dǎo)致肺部破裂加速。所以，雖然這聽起來很荒謬，但當(dāng)某人漂浮在太空時，首先要做的是保持正常呼氣。

體液沸騰（Ebullism），是體液中一種氣泡形式，是人體由于缺乏大氣壓力而引起的另一種可能致命的現(xiàn)象。

液體沸點是指達(dá)到一定溫度，液體蒸汽壓等于其周圍的壓力。同樣，在太空中沒有外部壓力的情況下，體液（唾液、眼淚、汗水等）的沸點大大降低，因此它們立即開始蒸發(fā)。幸運(yùn)的是，血液不會沸騰，因為血液循環(huán)系統(tǒng)能維持血壓穩(wěn)定，防止血液沸騰。然而，溶解在血液中的氮分子可以汽化，導(dǎo)致血液循環(huán)組織膨脹，身體會膨脹至原來的兩倍，導(dǎo)致一些器官組織嚴(yán)重受損。

幸運(yùn)的是，我們的皮膚擁有足夠的彈性，可使人體內(nèi)部容納蒸汽從而防止在太空環(huán)境下身體膨脹至一定程度。如果恢復(fù)至正常大氣壓，膨脹的身體就會恢復(fù)至正常。

此外，宇航員暴露在太空中還將承受未屏蔽的宇宙輻射和太陽風(fēng)，人體除了導(dǎo)致一些致命曬傷，還會導(dǎo)致人體組織受損，DNA 變異，增大癌癥和白內(nèi)障發(fā)生概率，并可能導(dǎo)致不育。此外，太空中還有非?？焖俚奈⒘餍求w和太空碎片，能像子彈一樣射穿人體。

太空探索主題的電影和書籍讓我們普遍認(rèn)為，當(dāng)人體身處太空中會立即凍結(jié)，但事實并非如此。雖然宇宙空間確實很冷（具體溫度取決于你所處的位置），但宇宙空間也缺乏任何形式的物質(zhì)，熱量離開身體的唯一途徑是通過輻射（傳導(dǎo)和對流需要一種介質(zhì)傳遞熱量）?？紤]到熱量通過輻射傳遞的速度，人體在太空中會在 12-20 小時內(nèi)凍結(jié)。

綜上所述，在空曠的宇宙空間中，沒有穿太空服的宇航員可以保持意識 15 秒，存活 1-2 分鐘，然后在上述情況下死亡，最終身體凍成冰棍。

太空服

當(dāng)宇航員在太空旅行時穿著兩種不同類型的太空服，第一種是壓力服，在飛船升空和返回地球大氣層時穿在里面，在發(fā)生減壓緊急情況以及升空著陸時可能發(fā)生的任何事故時，宇航服可以起到保護(hù)宇航員的作用；除此之外，宇航員還需要攜帶氧氣罐或者其他襯墊來抵御太空輻射，但意味著這些裝置無法使宇航員在宇宙空間中存活下來，最多僅能阻止肺部爆炸和身體膨脹，但仍無法改變?nèi)鄙傺鯕獾臓顩r，宇航員將在一兩分鐘內(nèi)死亡。

壓力服實際是人形服裝，是由上軀干、下軀干、降溫服和頭盔四部分組成。

第二種太空服是艙外航天服（EMU），顧名思義，這種太空服是在任何艙外活動中穿著的，因此它是用于保護(hù)宇航員免遭上述所有威脅。為了便于理解，艙外航天服可分為兩個主要部分：壓力服和生命維持系統(tǒng)。

壓力服實際是人形服裝，是由上軀干、下軀干、降溫服和頭盔四部分組成，從內(nèi)而外，宇航員在進(jìn)行隨意的太空行走之前要首先穿一件降溫服，這件降溫服是由網(wǎng)眼氨綸材料制成，覆蓋著 100 米長的微管，微管中大約有 4.4-10 攝氏度的水持續(xù)流過這些微管，幫助散熱。

接下來由里而外的是堅硬的上軀干部分，是由多層輕質(zhì)量玻璃纖維構(gòu)成，一個尿烷涂層可充氣尼龍襯底在最內(nèi)層，起到調(diào)節(jié)身體壓力的作用，可充氣尼龍襯底向外分別是滌綸抑制層和抗撕裂尼龍層。接下來向外的 5 層是聚酯薄膜層，起到保持體溫的作用，再向外是幾層防水防火層，最外層是白色涂層，有助于反射陽光，它是由 3 種不同材料制成。此外，宇航員還需要穿上尿布，戴著具有加熱功能的手套，有助于保持手指溫暖，這樣便于宇航員操作靈活。

生命維持系統(tǒng)、手臂、頭盔、顯示和控制模塊等都安裝在太空服上軀干部分，而安全系繩則連接在下軀干下端的 D 環(huán)，腰部軸承可使宇航員身體自由移動和旋轉(zhuǎn)。

太空頭盔是由堅固的塑料制成，與宇航服類似，它有助于提供一個加壓空間，鍍金護(hù)目鏡和遮陽板保護(hù)宇航員免遭陽光直射，同時，頭盔的通風(fēng)系統(tǒng)從生命維持系統(tǒng)輸送氧氣，頭盔側(cè)面安裝了攝像機(jī)和燈，用于記錄和協(xié)助艙外活動，一種由耳機(jī)和麥克風(fēng)組成的特殊裝置可實現(xiàn)與宇航員同伴交流通訊。

對于生命維持系統(tǒng)，這個背包裝置是太空飛行必不可少的物資，沒有它太空服僅是化裝舞會的一個套裝，生命維持系統(tǒng)包括：氧氣罐、二氧化碳過濾器、電池、壓力調(diào)節(jié)器、無線電和其他通訊設(shè)備、水箱、泵、冷卻系統(tǒng)、循環(huán)氧氣扇等。生命維持系統(tǒng)中所有電子和機(jī)械組件都是通過安裝在上軀干部分一個顯示控制模塊進(jìn)行控制的。

壓力服和生命維持系統(tǒng)結(jié)合在一起可充當(dāng) “單人飛船”，允許宇航員進(jìn)行地外勘測或者國際空間站必要的艙外維修工作。

那么，宇航員能在太空服中存活多久？

多層的上軀干和下軀干太空服部分可以保護(hù)宇航員免遭宇宙輻射和微流星體的傷害，并有助于保持體溫和提供一個加壓大氣環(huán)境。就像在地球上一樣，我們?nèi)祟惿嫘枰?3 種基本需求：食物、水和氧氣，這也是太空生存的限制因素。

由于太空艙外活動需要持續(xù)幾個小時，宇航員在進(jìn)行艙外活動之前需要吃食物和喝水。為了謹(jǐn)慎起見，他們還需要將裝飲料的袋子填滿，并在太空服上附加一個水果棒。宇航員可以依據(jù)自己的需要選擇 0.6 升或者 0.9 升的飲料袋，從飲料袋中伸出一根帶有閥門裝置的吸管，放置在頭盔中嘴部旁邊。當(dāng)宇航員喝水時，吸管閥門會自動打開，水果棒使用可食用的米紙包裹起來，放在靠近頸部的袖子中，上端延伸至嘴部附近。每當(dāng)宇航員咬一次水果棒，就會將水果棒拉近嘴部，飲料袋和水果棒都使用尼龍搭扣固定在上軀干太空服。

對于生命維持系統(tǒng)，這個背包裝置是太空飛行必不可少的物資，沒有它太空服僅是化裝舞會的一個套裝，生命維持系統(tǒng)包括：氧氣罐、二氧化碳過濾器、電池、壓力調(diào)節(jié)器、無電線和其他通訊設(shè)備、水箱、泵、冷卻系統(tǒng)、循環(huán)氧氣扇等。

生命維持系統(tǒng)背包中的兩個氧氣罐可維持宇航員艙外活動大約 6.5-8 個小時，具體時間因人而異，取決于個人的身體代謝率，因為每個人的氧氣消耗量和產(chǎn)生的二氧化碳都不同。同時，艙外航天服的壓力相當(dāng)于地球大氣壓的三分之一，在該壓力下，空氣無法容納足夠的氧氣。因此，氧氣罐內(nèi)充滿 100% 的純氧氣，二氧化碳過濾系統(tǒng)也是必不可少的，因為它過濾人體呼出的氣體，并幫助未吸收的氧氣再次循環(huán)。一個應(yīng)急氧氣包附在生命維持系統(tǒng)的底座上，可提供額外大約 30 分鐘的氧氣供應(yīng)。

因此，雖然太空在很多方面威脅著人類的生命，但是宇航員穿太空服的存活時間取決于太空服所含的氧氣量。目前，太空服僅能提供 6.5-8 個小時的太空探索時間，如果宇航員希望繼續(xù)飛行，則需要返回飛船更換氧氣罐，目前最長的太空行走記錄是吉姆 · 沃斯和蘇珊 · 赫爾姆斯實現(xiàn)的，他們花了 8 小時 56 分鐘維修國際空間站。

迄今為止，人類并未計劃在空曠的宇宙空間建造未來派的太空房屋，因此，除非你是一位宇航員，否則你無需對太空服的細(xì)節(jié)和限制擔(dān)心太多。近年來，科學(xué)家密切關(guān)注太陽系其他行星，如果某人決定未來有一天到外星球生活，應(yīng)當(dāng)先了解你能在這顆神秘星球上存活多久？看一下這些星球是否適宜人類生存！