如果说航天服是漏气的，你可能不太敢相信，在接近真空的环境里漏气，那该多么危险啊？我查了一下资料，发现现实中的航天服居然真是漏气的。漏气也就罢了，漏尿就太不应该了吧，美国最早的航天服居然还会漏尿，怎么回事呢？航天员在航天服里又尿尿，又出汗的，臭味怎么处理呢？我们陆续讲讲航天服的话题，欢迎新老朋友持续关注东城观星。
一、舱外航天服并非密不透风
先说说航天服漏气的事情。其实，不管是美国的航天服、俄罗斯的航天服还是中国的航天服，都是漏气的，做不到完全不漏气，只能做到漏气比较少。看着航天服很密实，但其实它是由很多部件组装起来的，有很多接口，从理论上就做不到百分百不漏气。就像我们的汽车轮胎一样，虽然看起来并不漏气，但是开个一年半载，还是会发现胎压变小。
航天服也一样，做不到完全不漏气，甚至都比不上轮胎的气密性。但也不能随意漏气，一般对航天服的漏气率有个上限要求。比如我国的飞天舱外航天服要求漏气率小于1L/min，按这个速度泄露，用不了一个小时也就剩不下多少气体了。好在航天员背着两个氧气罐，这两个氧气罐随时给航天员提供氧气，顺便维持航天服的气体压力平衡。
二、低压的舱外航天服为什么不会得高原病
所谓的气体压力平衡，就是航天服内部需要保持一个固定的压强。美国的航天服是0.29个大气压，中国航天服是0.4个大气压，俄罗斯航天服是0.4或0.27个大气压。从数值上看，三国的舱外航天服压强都不高，要知道*藏西**拉萨的空气有0.71个大气压，这足以让很多人得上高原病了。航天服里压力这么低，航天员不会有事吗？
首先让大家放个心，0.27个大气压的航天服，人类也能正常生存，而且不会得高原病。因为在这个航天服里，填充的几乎是纯氧气。之所以在高原地区会得高原病，不是因为气压低，而是因为氧气太少了。正常来说，在海平面附近，大气中的氧气浓度大概是21%，换算成压强单位的话，大概是0.21个大气压。拉萨有0.71个大气压，氧气浓度也是21%，换算成压强单位的话，只剩下0.15个大气压了，很多人就会因为氧气太少，而感觉不舒服了。
在航天服里，虽然只有0.27到0.4个大气压，但是氧气浓度都在95%以上，比我们正常呼吸的氧气还要多，所以不会患上高原病，也不会供氧不足。但是这种低压，还是有缺点的。正常来说，空间站里使用的是一个大气压的环境，跟地面的空气成分差不多。航天员在这样的环境里生活会更加舒适。但是，从空间站进入航天服以后，就进入了一个比较小的压强环境，面临最大的问题就是减压病。
所谓减压病，就是环境压强突然降低给人类带来的一种疾病。其原理类似突然打开一个刚晃动过的可乐瓶，会突然冒出很多气泡。空气中的氮气在血液中有一定的溶解度，但不同的压强下溶解度不一样，压强越大溶解度越高。突然降低压强，就会造成血液中的氮气突然冒出来，虽然不像喷可乐那样剧烈，但也足以在血管中形成很多气泡了。这些气泡会给人带来很多危害，包括血管栓塞、组织缺血等。
潜水员特别容易患上减压病
要想避免减压病，那就需要给航天员慢慢改变压强环境，逐渐适应新的压强，这个过程还包括吸氧排氮的过程。这样就会让航天员出舱前的准备时间比较长，航天服压强越低，需要的准备时间就越长。
三、舱外航天服为什么不用正常气压？
为什么不让航天服内维持一个大气压呢？那样多舒服啊，还不用担心减压病！其实这个事，还挺曲折的，不是一句话能说明白的。这既涉及第一个航天员危险而又尴尬的经历，又涉及所有航天员出舱后的烦恼。
1.人类第一次太空行走，差点出人命
人类太空行走第一人阿列克谢·列昂诺夫，第一次在太空行走就差点牺牲在了太空。而差点杀死他的元凶既不是宇宙射线也不是太空碎片，而是空气。
在外人看来，列昂诺夫华丽地完成了第一次太空行走，还在太空做了几个漂亮的空翻动作。但是当时只有他自己知道处境有多么尴尬。进入太空后，他的身体几乎完全不受控制，在太空的空翻只是身体惯性造成的翻滚，自己根本停不下来，完全是靠绳子缠住才慢慢停下来的。
当他终于停下来，完成任务决定返回飞船的时候，又发现身体根本不受控制，无法完成规定动作，也就是先用脚进入飞船，全身都进去以后，再关闭舱门这样的一套动作。为了尽快脱离困境，他不得不直接用头钻进了飞船里。可是众所周知的事情发生了，他的航天服膨胀严重，无法钻进飞船，被卡在了飞船入口处。
换一个其他人，有可能会彻底留在太空了。但列昂诺夫，靠着镇静的头脑，和出色的身体素质，完成了几乎不可能完成的求生过程。他首先放出了航天服里的空气，收缩了航天服，钻进了飞船过渡舱。然而放完了空气，他的航天服里氧气就严重不足了，比青藏高原的氧气还稀薄很多，他处于严重缺氧的状态。
更危险的是，他虽然进入了飞船过渡舱，但并没有脱离危险，因为过渡舱还没有氧气，而且过渡舱和飞船内部还隔着一道门，他必须先关上外面的舱门才能打开里面的舱门。在地球上关个门并不难，但在太空的列昂诺夫，头朝里、脚朝外，空间还非常狭小，再加上缺氧和精神紧张，想关上舱门可以说比登天还难。他需要在狭小的空间里，穿着笨重的航天服把头和脚倒过来，伸手去关上舱门才能获救。大家都能猜到他最终获救了，但连他自己都不知道当时怎么实现的这些动作。
2.这是个技术问题
航天服卡在舱门上，并不是一个意外，而是一个设计失误。为了让航天员自由活动，航天服必须用柔软材料制作，而且这些航天服的前身都在高空飞机中试验过，没有问题。但是一旦进入太空，衣服里有一个大气压的气体，衣服外面却是真空，衣服就变成了气球，膨胀起来了。
说实在的，我还思考了一个大家可能会问的问题，他出去的时候为什么没有被卡住呢？我认真观察了一下他的飞船，那个出舱的舱门是向外开的，不用排光空气，就可以打开舱门，这时候航天服膨胀还没有那么严重，他就先出去了。出去以后，进入真空环境，航天服进一步膨胀，才出现了回不来的现象。
后来，苏联航天服身体部分改成了坚硬材料，减少了膨胀，四肢还继续用柔软材料，让航天员可以活动和工作，基本也可以解决这样的困局了。
3.航天服压强太大了宇航员就动不了了
但是，还有一个问题是我们在地球上难以理解的。真空中膨胀的航天服，就像一个大气球一样，关在气球里面的人想活动一下四肢都非常困难，这也正是列昂诺夫出去以后身体不受控制的原因。关于这一点很多人不以为然，不就是关在气球里面吗，看电视上很多人都钻到大气球里面演杂技，不是挺容易的吗？
演杂技的那个气球，内外压差可能连十分之一个大气压都不到，在真空中的航天服如果是一个大气压的压强，那将带来非常大的困难。怎么理解这个差异呢？我们家用轿车轮胎需要维持2.2个大气压左右，与外界的的压强差是1.2个大气压左右，这个压差能承受多大的重量我们是知道的。到了太空，一个大气压的压强差，足以让航天员身体难以控制，收个胳膊、弯个腿都是非常困难的。
为了解决这个问题，美俄的航天服都改成了低压航天服，就像我们前面说的那样，0.3-0.4个大气压。这样的航天服，降低了航天员的操作负担，但也增加了吸氧排氮的流程，降低了出舱准备活动的工作效率。压强越低，准备时间越长。所以中俄都选用了相对比较高的压强。但是各国都在研究高压航天服，有利于更快的出舱活动。解决办法就是给航天服增加助力装置，通过助力机械减轻航天员的负担。
4.如果航天服破损漏气怎么办
再说一下漏气的事，一旦发生航天服破损，造成气体泄漏，怎样保障航天员的安全呢？一种办法是快速修补，用特殊补丁把漏洞补上。第二种方法，采用隔离装置，比如通过特殊设计的隔离装置把头盔和身体部位隔离开，尽量保证航天员呼吸不受影响。第三种方法是加快面罩里氧气的供应速度，比如中国的舱外航天服在紧急情况下，至少能保障30分钟的快速供氧，让航天员在缺氧之前能回到空间站，确保航天员的生命安全。
四、美国的航天服为什么会漏尿？
那美国航天服漏尿又是怎么回事呢？前面我们说过美国第一个航天员出发前先尿了一裤子，因为航天服设计的时候觉得第一次飞行时间会很短，就没有安装收集尿液的装置，坑苦了美国航天员一哥。人家加加林的航天服里有个管子，直接就把尿液排到了衣服外面。后来美国人也在航天服里面增加了管子，希望航天员不再尿裤子了。但是没想到美国航天员后来又尿裤子了。关键是一个航天员尿裤子所有航天员跟着遭殃，因为航天服是公用的。
原来，美国为航天服设计的排尿管，为了方便不同人使用，提供了大中小三种型号。安全套导尿管是个好设计，但美国男人的尊严决定着，谁也不想用小号。于是乎很多人选择了不合适的安全套导尿管，自然就发生了漏尿的尴尬场景。后来NASA改了命名方法，不叫小号、中号和大号，改叫大号、超大号、巨大号，居然大幅改善了这一现象。再后来，华裔科学家帮美国人发明了纸尿裤。彻底解决了这个问题。
五、航天服的废气去了哪里？
然后再说说废气处理的问题，不仅是航天服里的异味需要去除，人类呼出来的二氧化碳更需要及时去掉，如果二氧化碳浓度太高，航天员会窒息的。所以，航天服头盔里有专门的出风口，连接一个循环泵，把含有害气体的空气吸走，经过一个过滤装置，把二氧化碳和有害气体都去除，再把干净的气体送回到航天服里面。
像汗臭味这些异味经过活性炭就可以吸附掉，二氧化碳可以用氢氧化锂吸收掉，水蒸气也可以净化回收利用起来，这个回路里还有消毒的装置，确保航天服里的空气是干净卫生的。这套装置基本能够满足舱外航天服的气体净化需求，但是这样的装置往往都是一次性的，需要定期更换吸附剂。改进的方向是使用可以再生的气体净化装置。
当然，除了净化装置以外，消除航天员的汗臭味，确实是很多科学家努力的方向，他们花了大量的时间来研究这个问题。比如通过控制航天员体温来减少出汗，通过挑选航天员贴身衣物的材质来减少汗臭味散发等等。可能我们生活中不起眼的一项小的改进，就可以给航天服带来意想不到的效果。而航天服一个小小的改进，又可能给人们的日常生活带来高科技元素。这就是科技的力量。
这次的介绍就到这里，后面我们还会介绍航天服保暖、航天服头盔等其他问题，欢迎新老朋友持续关注东城观星。