宇航服內的溫度應該與人體溫度相近,而外界溫度極低,為什麼宇航員呼出的氣不會在玻璃上冷凝?是因為玻璃材質隔熱嗎?


很多人不知道,我們現在用的防霧劑,最早正是NASA發明用來防止宇航員頭盔起霧的。

1966年6月,為阿波羅登月任務做技術準備的雙子座9A任務期間,宇航員尤金·塞爾南(Eugene A. Cernan,他也是最後一位踏足月球的人類)在穿著NASA的第一套艙外活動宇航服執行太空行走任務時,發現他的頭盔面罩在-180攝氏度開始起霧了。原因是面罩隔熱性不夠強導致內表面過冷引發水蒸氣凝結。塞爾南的呼吸不斷加重起霧現象,已經到了影響可視度的程度。

工程師們於是研發了一種用油和肥皂水混合而成的防霧溶??液,它做為一種表面活性劑,通過使水的表面張力最小化來發揮作用。用它處理過的遮陽板在試驗中不再結露。後來的雙子座飛行中都採用了這一防霧解決方案並不斷改進,在太空行走之前做好防霧措施。

做防霧測試的頭盔 by NASA

然而,防霧劑引發了比起霧更嚴重的事故。

在一次太空行走中,加拿大航天局宇航員哈德菲爾德(Chris Hadfield)正在國際空間站外專心準備手頭上的工作,突然間,不知從哪裡脫落的一滴防霧劑意外地飄入了他的左眼,左眼突然之間就什麼都看不見了。當他只有一隻手緊緊握著國際空間站外的把手,凝視著幾乎無法理解的太空黑暗時,他意識到,左眼可能失明瞭。

chris hadfield

他感到非常的痛苦,開始不由自主地流出淚來。由於失重,那些眼淚並不會掉落下來,它們只是不斷地從淚腺湧出來,越來越多,甚至遮蔽了他的另一隻眼睛。在空間站外的黑暗太空中,他什麼都看不見了。在太空行走時失去了視覺,不論是多麼訓練有素的宇航員都會感到緊張和擔心。但他馬上完全地鎮定了下來。他後來發表演講時說:「即使失明,作為宇航員的我也沒有太多的恐慌反應。」哈德菲爾德對自己的能力很有信心,按規定與地面通了話,地面人員認為他可以繼續工作。最終他不再流淚了,過了一會終於重新恢復了雙眼的視力。

現在NASA已經改用強生的無淚配方防霧劑。[1] 防霧技術仍在不斷改進和完善中。

補充

看到有回答是這樣說的:

「在太空近乎真空的環境,分子數很低,即使溫度極低,水分子的動能也很難傳出,因此水的平均動能很難下降,溫度很難變,所以不凝結。」

這是隻考慮到了傳熱中的熱傳導,卻忽視了傳熱有三種形式: 熱傳導、熱對流和熱輻射。

在太空的真空環境中,雖然幾乎沒有氣體分子,但熱輻射依然存在。遮陽板的熱量會通過熱輻射散失,從而導致溫度下降。

這也是為什麼阿波羅飛船在太空中要做「墨西哥烤肉串」的翻滾動作,就是因為向陽面太熱而背陰面因熱輻射而較冷,需要通過不斷的翻滾來保持肉質受熱均勻。

參考

  1. ^https://finance.yahoo.com/news/astronaut-chris-hadfield-explains-blinded-025511210.html


因為宇航員的玻璃面罩內部塗有防霧聚合物-----------找到了一篇參考文章:Spacesuit Capabilities

Clear Sight

Space suits have helmets that are made of clear plastic or durable polycarbonate. Most helmets have coverings to reflect sunlight, and tinted visors to reduce glare, much like sunglasses. Also, prior to a spacewalk, the inside faceplates of the helmet are sprayed with an anti-fog compound. Finally, modern space suit helmet coverings have mounted lights so that the astronauts can see into the shadows.

大意就是:太空服的頭盔由透明的塑料或者耐用的聚碳酸酯製作而成。大多數的頭盔都有能反射太陽光的覆蓋層,染色後的面罩能夠減弱強光,和太陽鏡類似。此外,在太空行走之前,頭盔的內部面罩就已經塗上了防霧聚合物。最後,現代的太空服頭盔覆蓋有光源,宇航員就能看見陰影中的東西。

在Anti-fog的維基頁面中也有相關解釋:

Anti-fog treatments were first developed by NASA during Project Gemini, and are now often used on transparent glass or plastic surfaces used in optical applications, such as the lenses and mirrors found in glasses, goggles, camera lenses, and binoculars.

也就是說防霧防護劑本身就是NASA在雙子座計劃中為宇航員開發的,後來得到了廣泛的應用。


如果你舌頭夠長,用舔的也可以防止起霧。

PS,有心人可以據此編個段子,參照鉛筆和0重力圓珠筆那個。

pps,真要舔,建議出艙前舔。


曾經也起霧,後來發現起霧會坑死宇航員,就改進了,這已經是50多年前的事情了

一個簡單的回答居然有不少人點贊,那再詳細點

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美國為準備登月,弄了雙子星計劃,以進行各個環節的技術測試,其中一項的出倉活動。

這個環節上遇到了幾個問題,一是宇航服壓力問題,第二就是頭盔起霧問題。

起霧問題嚴重影響了雙子星9(1966年7月) 、10、11三次任務的完成,並威脅到宇航員的生命安全。

NASA開啟了一系列神操作,包括宇航服設計,解決了壓力和起霧問題,採用水下訓練,讓宇航員更適應失重。如果不進行這些改進,登月肯定不可能這麼成功。

到雙子星12號(1966年11月),巴茲·奧爾德林出倉活動就很輕鬆了。

雙子星12號也是雙子星的最後一次任務,意味著技術環節測試完成。3個月後,1967年2月,阿波羅1號試飛,在測試臺上起火,3名宇航員燒死在倉裏。9個月後,阿波羅4號上天。1969年7月,阿波羅11號成功登月,雙子星12號的巴茲·奧爾德林和阿姆斯特朗一起站在了月球上。

雙子星9 號出倉活動的宇航員尤金·塞爾南
雙子星12號出倉活動的宇航員巴茲·奧爾德林
阿波羅11號登月後,巴茲·奧爾德林在月球上,心機Boy奧爾德林沒給阿姆斯特朗拍一張照片

科學家對宇航員的頭盔設計是不允許它有霧。因為在太空上不比地面隨時可以取下來處理一下。太空頭盔實際上就一個機器。人呼吸產生水蒸氣都會被太空服背上的壓縮機給帶走處理。


防霧劑可以阻止水分子凝結 日常生活中就有


之所以在地面蒸汽遇冷變霧氣,是因為傳熱(水分子的動能由分子碰撞傳遞給外面動能低的分子)。在太空近乎真空的環境,分子數很低,即使溫度極低,水分子的動能也很難傳出(傳給誰呢?),因此水的平均動能很難下降,溫度很難變,所以不凝結。個人不是研究熱學的,如果有錯還請多指出。謝!

因為這些裝備都塗有防霧劑,可以防止火災水霧的產生

不僅僅在宇航員的頭盔上,在生活中很多頭盔都有防霧塗層,好比在消防員的空呼面罩上,賽車手頭盔上,而且部分的防霧塗層還具有耐高溫……特點,這也是一個值得研究的東西


就是頭盔裡面有一個雨刮器,然後有霧他就能自動感應到,把霧刮掉(手動狗頭)


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