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失重的时候会发生什么情况？: 热度 6 武际可 2013-2-14 18:13; 失重的时候会发生什么情况？人们能够想办法把电和磁屏蔽掉，可是至今却没有办法把重力屏蔽掉。尽管从古代起，就有人想象能够全部或部分失去重力，练就“轻功”，表现得身轻如燕，能够飞檐走壁或腾空而起。然而这只不过是一种幻想。自从人造卫星发射成功以后，由于在卫星绕地球运动的向心加速度产生的离心力和地心引力相平衡，卫星上的物体，就处于接近失重的状态。或者称作是处于微重力作用下的状态。在微重力的条件下，除了我们经常在电视上看到的宇航员可以在空中飘浮以外。还有许多人们想象不到的现象，因此需要研究。这就是近年来迅速发展的一个新的研究方向：微重力。由于在地球上重力作用的条件下，燃烧时形成的火焰是加热后的气体，它的比重变轻，所以燃烧时会形成火苗向上的“火焰”。那么我们要问，在微重力的条件下，燃烧会是什么样子呢？在地球上重力作用的条件下，煮开水时，气泡是往上冒。能够想象在微重力的条件下，会有沸腾现象吗？水开了会是什么样子？在地球上重力作用的条件下溶液中的化学物质会逐渐结晶，那么在失重的条件下。结晶的过程会更好还是更坏？在地球上重力作用的条件下，植物的根总是被重力吸引向下生长，在失重的条件下，植物的生长会不会“乱套”？在失重的条件下，为什么动物和人类的骨骼会变得脆弱，产生“骨质疏松”症？在失重的条件下，还会有说不尽的问题。这些问题不一定会有现成的答案，所要进行研究。如果要对这些问题有一个简略的了解，我建议你看一看科普视频片：消失的重力。很好看网址是： http://www.bjscivid.org/html/2013/meta_0204/13489.html; 个人分类: 科普|7735 次阅读|13 个评论

九天揽月须防火 -- 说说航天的消防: 热度 3 fpe 2012-6-19 02:11; 九天揽月须防火 -- 说说航天的消防最近神九上天，大家的关注点都是航天安全了，笔者从未研究过航天消防，但是看过几篇关于航天消防的文章，这里随便聊一聊。说起外太空飞行的微重力火灾，这是一个非常冷门而已投入很大金钱的领域，至少有一本微重力燃烧的专著产生，背后的科研经费可以是数以亿计的。为什么要关注微重力火灾？因为硬件投资大，谁也不希望在遥远的太空来一场悲剧（到目前为止，太空尚无重大灾情，但发生过被扑灭的火灾），所以从硬件成本和投入保险来考量，有科研的必要。微重力火灾的关键是，没有重力场，所以没有明显的羽流。平常我们的报警器都是放置在天花板，因为天花板收集羽流，所以不管哪里的火灾，都会往天花板输送烟气，于是报警位置毫无争议。太空站的微重力环境就不同了，没有羽流，烟气不往上跑，看不见，摸不着的火灾产物，是最可怕的。对此的报警手段，可以通过分析气流样本来实现，人工抽气，制造气流汇集装置，时刻分析空气中的气体和粒子浓度，是火检的常见选择。微重力火灾的另一大困境是，经常是纯氧的环境，火焰温度高。平常我们的燃烧都是在空气中进行，氮气不参与放热反应，却吸热，有很大的惰性贡献，所以燃烧速度还是被惰性化并降低的结果。如果没有氮气，纯氧的环境中，火焰的温度极高，燃烧反应快，问题就来了。 1969 年阿波罗一号在起飞前的常规测试中，发生火灾，仅 17 秒钟，大火就瘫痪了指令舱，造成三名宇航员丧生。对付纯氧环境异常火灾风险的办法，是减压处理。自从阿波罗 1 号火灾之后，美国要求在起飞的阶段的指令舱是使用 60% 的氧气和 40% 的氮气，并减压运行，气压只有正常的 1/3 ，这样高浓度氧气的分压力，相当于大气中氧气浓度为 21% 的分压力，风险就降低了。起飞过程中，宇航员在全套密封的宇航服内呼吸的是纯氧，防止减压病（又叫潜水病，就是血液中的氮气在减压时往外冒的问题，轻则昏迷致残，重就是悲剧了）。等指令舱进入外太空（真空环境）之后，开始用纯氧替换指令舱的混合气体，并升压。大概是起飞过程最危险，如果飞船进入轨道，所有的点火源都可以控制了，就可以放心使用纯氧环境了。 1968 年，苏联宇航员在地面模拟中发生纯氧环境的重大火灾事故，被高度保密，所以美国宇航员重复了这一灾难。现在这已经是基本常识了，大概不会有相同的事故产生了。国内消防领域的相同事故比比皆是，而航天领域的事故却从来没有重复，奇怪么？关于太空站的灭火器的选择，据我看到的文献，是以二氧化碳为主，也在测试使用细水雾的可能性，但其他选择都不合适。最大的问题是，太空中没有重力场，也就没有上下的观念，较少羽流带来的混合，所以灭火剂与环境气体的混合不如地面混合那么方便，如果发生不均匀混合，就有可能灭不了火。为什么不用氮气呢？为了维持内部的高压，氮气瓶太厚了（太重了），所以上天的成本太高，另外氮气对于宇航员的呼吸不利。那为什么不洒水呢？电子设备怕水。那么，航天产品有什么要求呢？尽可能地阻燃，把衡量可燃性的 LOI （维持燃烧的最低氧量指数，越大越安全）尽可能提高。没有绝对值，因为燃料就是燃料，在合适的条件下，还是会放出能量的。比如你用火柴点不着煤炭，并不能代表煤炭不能燃烧，只不过点燃的条件没有满足而已。所以，太空用品的阻燃性，是相对的，并不是绝对不可燃，所以危险依然存在。没有绝对的阻燃，尤其在纯氧的环境中，钢铁也能当柴烧，这是反应温度带来的效果。那么，为什么太空灭火不用打开舱门，直接排放氧气的方法来灭火呢？不错，没有空气的真空，任何火灾都是无法维持的。不过，这是不到万不得已不使用的最后防线，有可能让宇航员再也回不了地球，所以尽可能不动用这一绝招。; 个人分类: 特种消防|5343 次阅读|9 个评论

航天科学实验的疑问？: 热度 3 wya 2011-11-3 14:50; http://news.sina.com.cn/c/2011-11-03/040023405570.shtml 揭秘神八17项空间生命科学实验项目基本上都是微重力条件下的实验。目前国外不是有人造失重环境吗？为什么不去地面的微重力实验室做这些实验？仅仅是因为成本低，或者航空器空着也是空着，闲着也是闲着吗？期望专业人士解答。; 个人分类: 社会观察|2928 次阅读|11 个评论

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