硬核科普

【導語】

在科普文章中，科學家們把原本高深莫測、頗難理解的科學知識，用風趣幽默、通俗易懂的方式呈現出來，讓“高大上”的科學知識變得十分“接地氣”，極大地拉近了大眾與科學的距離?？破瘴恼率歉呖紝嵱妙愇谋鹃喿x中的一種，也是高考考查的重點之一。

分析綜合

“飛天”艙外航天服是怎么做成的

◎李國利? 占 康? 黎 云

2021年11月8日，神舟十三號航天員翟志剛、王亞平安全返回天和核心艙，出艙活動取得圓滿成功。他們身上穿著的我國自主研制的“飛天”艙外航天服在太空中格外醒目。

120公斤重的艙外航天服，是航天員執行出艙活動的鎧甲。它像一個人形飛船，充上一定的壓力后，可保護航天員的生命安全，抵御外層空間的高低溫、強輻射等。那么，這件比黃金還貴重的“飛天戰袍”，是由什么做成的？又是怎么做出來的？

艙外航天服是航天員生命安全的保障。生命安全無小事，體現在工藝上就是復雜且精密。

艙外航天服的軟結構，包括上下肢和手套，從里到外是舒適層、備氣密層、主氣密層、限制層和熱防護層等，既能抵抗太空風險，又能穿著舒適、行動靈活，重而不笨。一般情況下，受試人員包括航天員在3分鐘左右，就可以穿上或脫下艙外航天服。

據了解，僅做一副艙外航天服下肢限制層需要260多個小時，而裝配一套艙外服需要近4個月。這已經是最快速度了。

艙外服上的頭盔面窗，是航天員進行出艙活動時觀察外界的窗口。頭盔面窗有多層，最里層為雙層壓力面窗，是整個頭盔的承壓密封結構，呈曲面形，直接關系到航天員的生命安全，必須做到絕對安全可靠。頭盔面窗的承壓材料要經過多少輪的選擇、測試，光密封加縫合就耗時兩個月，一共完成47道工序。就拿面窗除塵來說，先吹洗，再不間斷擦拭兩小時左右，直到肉眼看不到一絲灰塵。

在太空，航天員穿著航天服后活動的操作主要靠上肢實現，所以制作時既要考慮活動的靈活性，還得考慮充壓后的承力性。

航天員在艙外活動時會產生熱量，需要穿上給身體降溫的液冷服。液冷服是由彈性材料制成的，全身上下全是細密的小孔，供42根液冷管路線均勻穿過，每兩孔間穿1厘米的線，全身上下鋪設100米左右，就得穿20000個孔，尤其是頭部的蛇形分布線路，鋪線更是細密。

在真空中，人體血液中的氮氣會變成氣體，造成減壓病，必須給航天服加壓充氣，否則就會因體內外的壓差懸殊而造成生命危險。因此，航天服的氣密性要求極為嚴苛。比如，為艙外航天服氣密層刷膠，也不是簡單地刷，要觀察溫濕度、刷膠時間，薄厚度要適量均勻。

再如，艙外服氣密層的TPU材料表面非常光滑，粘膠前必須涂上一層表面處理劑對表面進行活化，稍微處理不當，表面就有可能造成損傷。而透明色的材料導致肉眼幾乎看不見特別小的損傷，等到后期加工完再充壓測試就為時已晚。

艙外服的背包門被稱為航天員的“生命之門”。在太空環境下，背包門如果密封不嚴，將直接威脅航天員的生命。背包門的插銷座有4組、插銷門有4組，插銷座和插銷門合上時要天衣無縫。

航天員出艙時要戴手套，同樣要求精準，尺寸公差不超過1毫米。更重要的是，由于航天服的特殊性，不能反復拆縫，走針的時候務必小心，力爭一次到位。也正因為此，師傅們在縫制的時候，必須做到手到哪眼到哪。時間久了，練就出一雙雙火眼金睛。

（選自《風流一代·經典文摘》2022年第1期，有刪改）

●一讀一練

1.下列對文章相關內容的理解和分析，不正確的一項是（? ）

A.艙外航天服是航天員生命安全的保障，制作工藝復雜，裝配一套需要近4個月時間。

B.制作頭盔面窗需要47道工序，面窗要反復擦拭，直到肉眼看不到一絲灰塵為止。

C.航天員出艙活動時必須穿液冷服，液冷服全身上下全是細密的小孔，鋪線100米。

D.背包門是航天員的“生命之門”，如果密封不嚴密，將直接威脅到航天員的生命。

2.文章開頭從神舟十三號航天員翟志剛、王亞平成功出艙寫起，有什么作用？

答：

鑒賞探究

飛機如何不迷航

◎張皓嵐? 劉任豐? 李 姍

有人會問：一個多世紀前，沒有現代化導航系統，飛機如何飛抵目的地？

這個問題曾困擾著當時的飛行員。飛行員從高空向下望，連綿的山脈、蜿蜒的河流，很難辨別方位，不免心生疑惑：“這是飛到哪里了？”

當時，飛行員憑經驗總結出最原始的導航方法——地標導航。這種方式基本靠“瞅”，飛行員需要根據地圖和記憶尋找特征地形，從而確定飛行路線。

1911年，在一次比賽中，美國飛行員基恩從容地駕駛飛機，屢屢超越飛在前面的選手，他的飛行秘訣是一張防風地圖。這張防風地圖，能讓他駕駛飛機飛直線，而其他選手只能參照公路地標。

然而，參照自然地貌的地標導航只適用于晴天飛行，一旦遇到復雜天氣該怎么辦呢？20世紀20年代，科研人員在地面鋪設了幾百座箭頭狀導航信標。每座信標長21米，被刷成明亮的黃色，上方有一座15米高塔，塔頂安裝一盞燃氣燈，塔底有小屋供應燃料。

20世紀30年代，隨著無線電技術日益成熟，人們發現，這項技術除了用于通信交流，還可以進行航空導航。于是，科研人員將無線電技術與羅盤結合，計算出飛機的飛行位置。

與目視導航相比，無線電導航不易受到氣象條件影響，即使在夜間或復雜氣象條件下，也能確保飛機飛行安全。

最初，無線電導航是利用布設在地面的中/長波無方向信標臺和測距儀定位的。它們就像茫茫大海中的燈塔，向周邊空間不斷發射信號。飛機上的無線電接收系統如同順風耳，能從各種信號中“聽”出不同信息。當時，中/長波無線電信標臺存在傳播特性不穩定、作用距離短等缺點，為克服這些問題，科研人員又研制出甚高頻全向信標——伏爾導航系統。

伏爾導航系統通信距離達400公里，統一規范了無線電導航臺的頻率，簡化了機載無線電設備的設計。20世紀50年代，伏爾導航系統被列為專用國際標準民用導航系統，并沿用至今。

無線電導航技術要求飛機必須與地面設備保持聯通，一旦地面設備損壞或受到電磁干擾，飛機會成為“睜眼瞎”。因此，科研人員研制出一種完全不利用地面設備的慣性導航系統。

這套系統更像是一種小型計算機，安裝的陀螺儀和加速度計能夠測出飛機的飛行加速度，再對加速度進行計算，得出飛機的飛行速度和位移。這種導航方式不易受無線電干擾，為飛機裝上“指南針”。

皓月當空，星光璀璨。如果飛行員駕駛飛機在夜間迷航，他們會利用六分儀觀星，這就是天文導航。

天文導航需要飛行員擁有豐富的天文知識儲備。當遇到氣流顛簸時，飛行員很容易選錯參考星體，從而迷失航向。

為了解決這一問題，早期的麥道和波音客機將天文導航融入駕駛艙設計理念中，在駕駛艙風擋玻璃頂端裝上“觀星窗”。

傳統天文導航，飛行員需要通過復雜計算才能得出位置信息，如何讓星星把位置信息直白地“告訴”飛行員呢？

隨著各國航天技術發展，科學家決定親自動手，在天上鑲上“星星”——人造衛星。這些人造衛星所構成的全球衛星導航系統，相當于把原本在地面的導航臺搬到天上，被形象地稱為“天上燈塔”。

衛星導航的原理不難理解：利用飛機接收機接收衛星信號，計算出飛機相對衛星的距離，衛星相對于地面基站的位置已知，解算一組方程就能得出飛機位置。衛星位置高、覆蓋范圍廣，可以輕松實現全球導航，這是任何導航系統都無法媲美的。

相信隨著科技快速發展，在不久的將來，會出現更多精度高、范圍廣、不受外界干擾的航空導航系統。它們將引領飛機安全、高效地穿越云層，跨越山海。

（選自《科學中國人》2021年第11期，有刪改）

●一讀一練

1.請簡要分析文中畫線句的含意。

答：

2.閱讀本文，你從中能得到什么啟示？

答：

1407501705281