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。