太空人的太空衣頭盔玻璃會不會起霧?為什麼?

2020-12-16 科學獵奇

相信大家冬天都有過騎車戴頭盔的經歷,從戴上開始絕對是「一頭霧水」,這一點很讓人抓狂,而且對於戴眼鏡的童鞋來說,在冬天從室外到室內,眼鏡片上必定是滿是霧水。那麼,太空人帶的頭盔會不會起霧氣呢?答案是肯定的,他們是如何解決這個問題的呢?我們一起來探討一下這個問題。

頭盔的玻璃為什麼會起霧?

霧氣簡單來說就是水汽,在我們戴上頭盔後,頭盔將我和外界空氣隔離開來,頭盔玻璃的外部與空氣同溫度,而玻璃的內部也就是裡面的部分,開始由環境溫度逐漸向我們呼出氣體的溫度靠攏。在起初,我們呼出的氣,遇到不如我們溫度高的玻璃,熱遇冷,水蒸氣就會在玻璃上凝結,形成所謂的霧氣。

其實,起霧並不是只有玻璃才可以,理論上熱遇冷,再加上有空氣(有水分)就會產生霧氣,只不過不同的材質,霧氣存在的時間不同而已,相對來說,不吸水的材質霧氣更明顯,而吸水的材質相對霧氣持續時間較短。其次,霧氣的形成與環境的溫度有著很大的關係,如果我們對著某一個物體哈氣,該物體所在的環境溫度越高,霧氣就越不容易凝結。

太空人的頭盔

相比普通的頭盔,太空人的頭盔就要精密多了,畢竟太空人還要憑藉著這個頭盔和太空衣在太空中翱翔呢,因此太空人的頭盔是由玻璃鋼複合材料以及聚合物基複合材料製造而成的,這些材料都是經過嚴格的高低溫環境測試過的,確保在溫度改變時不會分解對太空人造成傷害。而我們看到的透明的類似於頭盔前玻璃的那一塊就是玻璃鋼複合材料的。

這種材料在溫度改變的情況下,也是不吸水的,所以,太空人的頭盔玻璃也是會起霧的。關於這一點,早在1966年,阿波羅登月時就已經出現了,當太空人到達月球表面,在月球上行走時,頭盔突然起霧,而此時月球的溫度為-180℃。霧氣的產生嚴重的影響了太空人的視線。

防霧的措施

為了解決這一問題,世界頂級的工程師們開始了研究,最終一種由油和肥皂按照特定比例調成的活性劑問世了,它的工作原理是使水的表面張力最小化,從而不會凝結。

而且在之後的測試中發現,塗抹了這種活性劑的固體表面很難生成霧氣。現在網絡上賣的所謂的汽車玻璃防霧劑其實就是改良後的活性劑,而我們用肥皂擦拭玻璃表面後,也確實不容易起霧。

但是,在防霧劑發明之處,給太空人解決麻煩的同時也帶來了巨大的麻煩。兩次進入太空的加拿大太空人克裡斯·哈德菲爾德就在1995年初次進入太空時,就不慎被防霧劑滴入了眼睛,導致了他左眼長時間處於無視力狀態。

為此,工程師們再次改良了防霧劑,現在宇航頭盔上用的防霧劑都是無淚配方的防霧劑了。

總結

霧氣的產生必須是在有水分子(空氣、人呼出的氣體)、冷遇熱、材質不吸水的情況下,這幾個要素缺一不可,而雖然在太空中沒有空氣,但是,人是可以呼出的,所以在外界溫度極低的情況下,宇航頭盔也是會起霧的。但是,這個問題早已經被防霧劑解決掉了。

大家在冬天,就可以用一下防霧劑解決汽車玻璃起霧的問題。

相關焦點

  • Space X公司太空衣獲太空人五星好評,或開創太空衣設計新方向
    Space X公司的太空衣長期以來,太空衣是載人航天技術的一個前沿領域,由於要承擔維持太空人生命保障的複雜功能,無論是前蘇聯,還是美國宇航局的太空衣,都顯得極其笨重且臃腫,以至於阿波羅登月期間目前,在國際空間站上,無論是俄羅斯的太空人,還是「美系」的太空人,所使用的太空衣造價驚人,像美國宇航局太空人所使用的一套艙外活動服,其造價不低於3000萬美元,約合人民幣2億元,而據第一個登上太空的中國太空人楊利偉介紹,一套國產太空衣的造價也在300萬元人民幣以上,而這很可能只是艙內所使用的太空衣,在楊利偉出艙時所裝備的那套太空衣,造價很可能也是一個驚人的數字。
  • 太空衣重量比人類還重,為什麼太空人卻能夠健步如飛?
    這個偉大的歷史時刻,我們深刻記得我國第一個載人太空人楊利偉。在隨後的航天事業發展中,我國先後把楊利偉、聶海勝、翟志剛、劉洋等在內的11位航天員送上了太空。為什麼太空人要穿太空衣呢?我們通過新聞聯播可以清晰看到太空人們都是身穿重重的白色宇宙服,很是不方便。有人會詢問,為什麼人類到宇宙中要穿這樣笨重的服裝呢?
  • 揭秘NASA新款太空衣:好萊塢大師操刀,頭盔3D列印,手套觸控螢幕
    不過,太空人們在發射中穿著的未來感十足的太空衣則引起了人們的關注。一提到太空衣,你腦海裡可能會出現 「笨拙」、「專業」 這些形容詞,然而此次由 SpaceX 全新定製的太空衣或許也會顛覆你對這種特殊服裝的一些認知。
  • 「龍」飛船推遲發射2名太空人搶鏡 太空衣簡約像電影道具充滿星戰風
    當時,兩名太空人已經進入船艙,等待了四個小時。事後,不少媒體的焦點聚焦到了兩名太空人以及他們所穿的太空衣上。 再來看看兩人這次出徵時穿的太空衣。這套黑白相間的太空衣和頭盔一眼看上去就像好萊塢星際影片中的道具,極其簡約輕巧,貼身合體,充滿未來感與星戰風。
  • NASA太空衣進化史
    ▲SpaceX設計的太空衣(來源:NASA)道格·赫爾利(Doug Hurley)和鮑勃·本肯(Bob Behnken)所穿的具有未來感的太空衣,迥異於NASA太空人上一次從佛羅裡達甘迺迪航天中心發射時穿的笨重的橙色太空梭太空衣:其頭盔是3D列印的,手套是能夠與觸屏交互的。
  • 假如太空人失去太空衣在太空會發生什麼
    當太空人乘坐宇宙飛船到達太空時,由於我們對宇宙的了解知之甚少,無知意味著很多的不確定,各種突發事件都可能發生,太空人可能隨時喪生。雖然在太空執行任務時,有昂貴的太空衣供氧和各種保護,但如果太空人的失去太空衣那會發生什麼呢?
  • SpaceX太空衣如何擺脫臃腫感?埃隆·馬斯克改變了航空服設計史
    (左:道格拉斯·赫利,右:羅伯特·貝肯)每套太空衣都是為太空人量身定製,各種組件都被設計成一體化連接,便於在零重力環境中避免東西亂飛。太空人所有外掛裝備,比如生命維持系統、電氣供應等外部接口,都集中在右腿一個隱藏式面板裡。
  • 造價最昂貴的太空衣,只有太空人才穿得起,它到底貴在哪裡呢?
    太空衣是載人航天過程中保護太空人生命安全的個人防護救生裝備,也是載人航天中必不可少的一件防護裝備,相信很多人都曾在現實或視頻中見過吧!太空衣是十分厚重,穿起來整個人都顯得胖了一大圈呢!而且與尋常的防護服有很大的區別,尋常的防護服只能在地球中使用,只能起到局面隔離的作用,但卻無法和外界的空氣隔離,而太空衣則不同,太空衣能構成適於太空人生活的人體小氣候,簡單來說,它是完全與外界隔絕,不受外界的空氣、溫度等條件的影響。
  • SpaceX的酷炫太空衣是「蝙蝠俠」服裝設計師監製的!
    Fernandez曾在2016年9月透露:「SpaceX之前聯繫我設計一款太空衣,此前我並不知道SpaceX是什麼,我以為他們是一部電影;後來我才發現那是一個真正的太空計劃。」  SpaceX的太空衣和傳統太空衣相比,每一套都是為太空人量身定製,採用純白色一體化外觀設計,線條流暢,時尚極簡,貼身合體,同時還可為太空人抵禦潛在的失壓風險,配上前衛的頭盔,兼具了時尚感和科幻感。  此前,太空人們執行任務時穿的橙色太空衣(又被稱為「南瓜裝」)形態寬大、臃腫,跟時尚無緣。
  • ESA公布未來太空衣概念手套
    據外媒報導,歐航局日前公布了未來太空衣概念手套。這款由Comex公司和設計師Agatha Medioni共同設計的模型手套來自於NASA為期兩年的Pextex項目,該項目旨在尋找新的太空衣材料。雖然科幻電影可能會讓很多人相信太空衣是帶著有趣頭盔的潛水裝備,但事實上它們是非常複雜的科技產品。太空衣絕不僅僅是一件防護服,它實際上是一艘微型飛船甚至可能擁有自己的推進系統以及在惡劣的太空環境中保護和支持穿戴者所需的複雜設備。太空衣發展到現在已經走過了近一個世紀的時間,但它們離完美仍有著非常遠的距離。
  • SpaceX太空衣竟然是由蝙蝠俠服裝設計師監製的
    SpaceX載人版「龍」飛船搭乘「獵鷹」9號火箭近日將兩名太空人送上了國際空間站,也成為了首個實現將太空人送往國際空間站的私人公司。而SpaceX設計獨特的太空衣也得到了全世界的關注,其設計感就像是科幻大片裡走出來的一樣。
  • 日本研發頭盔型口罩:形如太空衣 能調控溫度(圖)
    來源:海外網群馬大學教授橋本誠司(左)和藤井雄作展示新口罩(朝日新聞)海外網7月8日電 你見過會被誤會成太空衣的口罩嗎?7日,日本群馬大學大學院理工學府教授藤井雄作宣布研發了一款「可以完美抵禦病毒的口罩」,並在記者會上,戴著像太空衣頭盔一樣的新口罩亮相。藤井表示,這種口罩是「全世界都需要的東西」。據日本《朝日新聞》8日報導,除了藤井雄作,還有群馬大學教授橋本誠司、山口譽夫以及助教田北啟洋,共4人研發了這款新型口罩。藤井介紹稱,口罩由樹脂材料製成,設計成防護頭盔造型。
  • SpaceX新太空衣由復聯設計師監製:安全性與外觀兼顧
    不過在此之前NASA公布了由SpaceX設計和製作的全新太空衣。新太空衣由好萊塢服裝大師Jose Fernandez給予相應的外觀建議 ,Jose Fernandez曾負責《神奇女俠》、《復仇者聯盟》、《蝙蝠俠》等的服裝設計。同時新太空衣兼顧了安全性以及外觀設計。
  • NASA正在重新設計登月太空衣!
    有了NASA的新型太空衣,下一批在月球上跳躍的運動員將會看起來和阿姆斯特朗沒什麼兩樣,因為這套太空衣,當他們在踏出個人的一小步時,而感到更為舒適。那是因為這套太空衣可以通過3D全身掃描使之合身,而這僅僅是NASA作為 「下一代太空衣」計劃的一部分,同時這也是阿波羅11號最具有標誌性的改進與功能之一。
  • SpaceX載人飛船成功返回,馬斯克設計的太空衣,是星際爭霸的味道
    看完新聞後其實讓我最羨慕的並不是SpaceX公司的先進技術,作為一個普通人,最讓人羨慕的是太空人穿的這套太空衣真的是太帥氣了,就像張衛健說的:帥到掉渣。這麼好看的太空衣讓很多小朋友看了都想要,我幾個同事說,家裡小朋友看到這個太空衣之後,紛紛要求爸爸買一套回來穿,我同事也說一籌莫展,只能對著小朋友說:「長大後,等你們成為太空人就可以穿了。」網友說:「這到底是去太空還是拍電影?簡直太帥了!」
  • 太空衣背後的大包裡都有什麼?一個充滿各種設備的維持系統
    相比於飛行員使用的加壓服,太空人使用的太空衣因為環境不同,整體結構也更加龐大複雜,尤其是考慮到脫離飛船的太空行走或者月球行走等任務,太空衣需要配置齊全的生命維持系統,一般這套系統就在太空衣背後的那個「大背包」裡。
  • 自製太空衣奇熱無比
    自製太空衣奇熱無比各位童鞋們大家好,太空是一個沒有重力的地方,而大部分人都體驗不了,衰衰卻不相信這一切,臉臉就把他關到洗衣機裡面讓他體驗了一番太空旋轉,然而衰衰出來之後腦洞大開,竟下定覺得要當太空人,趁著父母不在家就自製了一件太空衣,只不過這件衣服對他而言奇熱無比,這一點筆者認為想當太空人沒有錯,但是你要能堅持下來,畢竟凡事貴在堅持,要是光有想法堅持不了
  • 【物理科普】太空人穿太空服能在太空活多久?
    但是我們在太空服的保護下會怎樣呢?奧斯卡獲獎影片《地心引力》劇中一名太空人穿著太空服在宇宙空間漂浮掙扎著,並詳細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,會持續多久?太空人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太空人多長時間之前,我們應當清楚宇宙空間中存在的各種威脅。
  • 埃隆·馬斯克:我們花了3-4年的時間來研究SpaceX的新航天服
    航天服(spacesuit)作用:保障航天員的生命活動和工作能力的個人密閉裝備組成:壓力服、頭盔、手套和靴子特點:可防護空間的真空、高低溫Space X航空服手套是數據手套,可以觸屏操控飛船,同時還防火防電,宇航靴也具備防火防電防滑功能。.材質方面,太空衣的白色部分材質,由一種叫聚四氟乙烯(特氟龍)的強化玻璃纖維製成,耐火耐高溫,抗酸抗鹼。頭盔由3D列印定製而成,擁有集成式閥門。
  • 美國麻省理工學院和日本宇航局將聯手開發未來的月球太空衣
    本月初,麻省理工學院和日本宇航局等開發機構組成了一個聯合研究小組,他們向國際空間站發送了各種高科技太空衣層的樣品,其中一些帶有嵌入式傳感器。這些樣品將被暴露在太空環境中,最少一年,太空人們將在這一年中記錄樣品的情況,回到地球後,這些樣本還需要做進一步分析。