为什么宇航员在外太空,头盔上的玻璃内侧没有雾气?
这是个很有意思的问题。相信大家冬天都有过骑车戴头盔的经历,从戴上开始绝对是“一头雾水”,这一点很让人抓狂,而且对于戴眼镜的童鞋来说,在冬天从室外到室内,眼镜片上必定是满是雾水。那么,宇航员带的头盔会不会起雾气呢?答案是肯定的,他们是如何解决这个问题的呢?我们一起来探讨一下这个问题。
头盔的玻璃为什么会起雾?雾气简单来说就是水汽,在我们戴上头盔后,头盔将我和外界空气隔离开来,头盔玻璃的外部与空气同温度,而玻璃的内部也就是里面的部分,开始由环境温度逐渐向我们呼出气体的温度靠拢。在起初,我们呼出的气,遇到不如我们温度高的玻璃,热遇冷,水蒸气就会在玻璃上凝结,形成所谓的雾气。
其实,起雾并不是只有玻璃才可以,理论上热遇冷,再加上有空气(有水份)就会产生雾气,只不过不同的材质,雾气存在的时间不同而已,相对来说,不吸水的材质雾气更明显,而吸水的材质相对雾气持续时间较短。其次,雾气的形成与环境的温度有着很大的关系,如果我们对着某一个物体哈气,该物体所在的环境温度越高,雾气就越不容易凝结。
宇航员的头盔
相比普通的头盔,宇航员的头盔就要精密多了,毕竟宇航员还要凭借着这个头盔和航天服在太空中翱翔呢,因此宇航员的头盔是由玻璃钢复合材料以及聚合物基复合材料制造而成的,这些材料都是经过严格的高低温环境测试过的,确保在温度改变时不会分解对宇航员造成伤害。而我们看到的透明的类似于头盔前玻璃的那一块就是玻璃钢复合材料的。
这种材料在温度改变的情况下,也是不吸水的,所以,宇航员的头盔玻璃也是会起雾的。关于这一点,早在1966年,阿波罗登月时就已经出现了,当宇航员到达月球表面,在月球上行走时,头盔突然起雾,而此时月球的温度为-180℃。雾气的产生严重的影响了宇航员的视线。
防雾的措施为了解决这一问题,世界顶级的工程师们开始了研究,最终一种由油和肥皂按照特定比例调成的活性剂问世了,它的工作原理是使水的表面张力最小化,从而不会凝结。
而且在之后的测试中发现,涂抹了这种活性剂的固体表面很难生成雾气。现在网络上卖的所谓的汽车玻璃防雾剂其实就是改良后的活性剂,而我们用肥皂擦拭玻璃表面后,也确实不容易起雾。
但是,在防雾剂发明之处,给宇航员解决麻烦的同时也带来了巨大的麻烦。两次进入太空的加拿大宇航员克里斯·哈德菲尔德就在1995年初次进入太空时,就不慎被防雾剂滴入了眼睛,导致了他左眼长时间处于无视力状态。
为此,工程师们再次改良了防雾剂,现在宇航头盔上用的防雾剂都是无泪配方的防雾剂了。
总结雾气的产生必须是在有水分子(空气、人呼出的气体)、冷遇热、材质不吸水的情况下,这几个要素缺一不可,而虽然在太空中没有空气,但是,人是可以呼出的,所以在外界温度极低的情况下,宇航头盔也是会起雾的。但是,这个问题早已经被防雾剂解决掉了。
大家在冬天,就可以用一下防雾剂解决汽车玻璃起雾的问题。

为什么宇航员在外太空,头盔上的玻璃内侧没有雾气?
这也是科学家重点考虑的问题。宇航员舱外执行任务时,若宇航服面盔内侧结满水雾,自然会遮挡视线不利于任务执行,所以宇航服内设置有专门设置防止面盔起雾的装置。
太空环境与地面环境的区别是无大气无大气压力、昼夜温差大、眼光强烈致热作用很强,白天可以达到150℃以上,晚上却会降到-150℃以下,人自然无法在这样的环境中生存和活动。飞船、宇航服就是解决这些问题的航天专用设施,飞船以坚固的外壳包裹充足的大气,创造一个压力环境和气体成分符合人体需求的环境;
宇航服主要用于那些气体压力低、缺氧的环境,按照人体身体参数,每人一套不可外借,一次航天活动的宇航服也不能用于下一次航天飞行,是为了尽可能地降低风险,保证宇航员安全;宇航服大概可以划分为舱内和舱外宇航服,舱内宇航服构造较为简单,方便宇航员在舱内活动,舱外宇航服和构造复杂,适应宇航员在舱外的活动,具备多样的功能,包括保暖、保持压力、空气循环、氧气供应等,体积比较庞大。
舱外服有多层设施,内层类似于紧身衣紧紧地箍在身上,为人体表面提供一定的压力,避免血液在低气压中析出更多气体造成风险;外层是较厚的由阻燃隔热材料制成的外套,连接着气体储存装置、供电装置、冷却系统等设施,加上一个头盔,为宇航员提供通信和视觉。在太空中很重要的一点还在于失重,所以航天服内必须有气体循环装置,要不然呼出的二氧化碳积聚在脑袋周围可能造成窒息晕厥或者死亡,同时呼吸也会有水蒸气呼出,隔着面盔的太空环境极低温易造成面盔上结霜影响视觉,因此宇航服的面盔被设计成多层结构,共4层,2层充压结构,2层之间充高纯氮气减缓热传递损失,保证内面的温度防止结雾,外面是防护面窗,外层是滤光面窗,对太阳光折射率低,迎着光照面可拉下它。
宇航服的设计使宇航员提供安全和生存保障,会排除我们所想到所有可能危害到航天作业的因素,防止面盔结霜自然在考虑之内。现代的宇航服还考虑到宇航员紧急排便的问题,早期宇航员舱外活动还要穿纸尿裤,现代男性宇航员宇航服内装着一个特殊的袋子可以暂时储存尿液,不过暂时尚无女性的排尿装置,但未来这个问题也会被解决。
为什么宇航员在外太空,头盔上的玻璃内侧没有雾气?
外太空基本上真空,大气压强在1×10-3pa以下。
真空根本没有水汽之说,连空气都没有,何况水?
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