本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。
太空人不小心飄進太空會有很多種可能。有可能在地球軌道上飄蕩,有可能落入大氣「火葬」,如果速度足夠也有可能一直在宇宙中飄蕩千百億年,還有微小的概率被其他星球俘獲。
太空人不小心飄走,這樣的事情只會發生在電影中。一般情況下太空人很少會走出飛船或空間站。即使非要出艙,飛船與空間站外表面上都有很多欄杆結構,便於太空人鉤掛臍帶繩。這種臍帶繩長度可達26米,由多股鋼繩編織而成,具備一定的伸縮能力,抗拉強度達到半噸。
掛鈎沒掛上,不小心飄出去了怎麼辦?
前面有人回答很有意思,有人提出「左腳踩右腳」,還有說利用不斷放P,形成反作用力。這些「神招」靠不靠譜?
「左腳踩右腳」的原意大概是這樣的:「 左腳踩右腳,右腳再踩左腳,向著飛船的角度循環踩,這樣就能回到飛船了,稱之為抖腳術。」這是武俠劇看多了,金庸原著中都不敢這麼寫,電視劇改編出這種讓牛頓哭笑不得奇功誤導了多少人。左腳,右腳屬於同一個系統,左腳踩右腳,左腳受到到一個向上的力,右腳受到一個向下降的力,兩個力大小相等,相互抵消。這和給自己P股一巴掌,能不能起飛意義是一樣的。
另一個小夥伴回答:趕緊放P,不斷放,就像火箭推進器一樣。首先這個辦法是可行的,但前提是太空衣專門定製了向外排「氣」的裝置,否則就是「能文能武」。有些太空衣設計,全身上下是連通的,意味著身體散發的各種氣體都是在一個空間之中,如果排出什麼氣體,雖然會被吸回收集裝置,但避免不了有一部分會被自己吸回去。
後來有些太空衣設計把身體各個部分隔離開,身體出汗等其他情況,頭盔內毫無影響。然而無論是哪種太空衣,P都不能從太空衣中向外「噴」出去,因此形成不了反作用力。
真正的救助方式應該如何?
太空人的安全是個大問題,因此艙外活動不可能光靠一條「繩」。太空人外出時會背一個小型的應急噴氣背包,通過向外排氣形成反作用。不過,這套設備並不容易控制。
太空人與飛船脫離時具備一定的脫離速度。如果脫離時速度過快,太空人會很快與飛船拉開距離。如果分離時,太空人的姿態還具備一定角度就會天旋地轉,在這種情況下利用噴氣調整姿態,並且進行反向加速返回飛船,難度係數很大。如果脫離時速度很慢,姿態端正,則容易噴氣返回。
除此之外還可以讓另外一名太空人出艙求援,前提是脫離的太空人飛出的距離與速度在可控範圍內。
如果太空人回不來了會有什麼樣的歸宿?
太空中,處於失重狀態,無力可借,因此太空人只能聽天由命。首先他的氧氣會在8小時左右耗盡,然後生命體徵消失。
如果是在近地軌道,太空人會和「人造衛星」一樣環繞地球軌道運動,由於近地存在一定的氣體,因此會對其進行減速,使他的軌道緩慢降低,最終落入大氣層,焚燒殆盡,但這並非一朝一夕的事情。
圖:真實的地月比例與距離
即使飛船脫離了地球,甚至是脫離了太陽的控制,脫離的太空人從宏觀來看也會圍繞著銀河系的中心運動,甚至在銀河系內漂上千百億年雖然滿天星光,但實際上宇宙非常空曠的,人體太過渺小,難以被其他星球捕獲。
無論是哪種情況,太空人的屍體都不會發生腐爛的情況,因為太空之中存在大量高能射線,它們會破壞(電離)分子結構,微生物無法繁殖。
如果脫離時太空衣發生破裂,那麼體內具備了一個標準的壓強,而宇宙幾乎為真空,一個標準大氣壓差會使身體發生膨脹,大量氣體從皮膚等身體各處排除。電影中「自爆」的畫面倒是不可能出現,因為人體具備一定的韌性,潛水員能在沒有防護服時,下潛到6-7個標準大氣壓的海洋深度。因此人體更像是一個緩慢洩氣的輪胎,最終出現浮腫達到平衡。
除此之外,還要考慮溫度的情況。如果離太陽較遠,例如「外環」的冥王星,即使受到陽光的照射依舊寒冷,人體存在一定水分會像「彗星」一樣結成冰。如果離太陽太近,並且不在球星的陰暗面,那麼水分子會升華,成為孤獨的「乾屍」。
這些就是脫離飛船後,太空人的宿命,因此我們要向走出地球的宇航英雄致敬。