以前看太空電影的時候總覺得,人要是突然飄進(jìn)太空,肯定會瞬間凍成冰疙瘩吧?屏幕上那種身體迅速結(jié)霜、僵硬漂浮的畫面,確實讓人印象深刻。但現(xiàn)實里,太空的冷其實有著反常識的秘密:人體暴露在里面,并不會馬上凍結(jié)。
地球上的冷是會跑的。冬天摸金屬會凍手,是因為熱量通過分子接觸被快速吸走。風(fēng)吹過會更冷,是因為流動的空氣把熱量帶走,這兩種散熱方式,傳導(dǎo)和對流,都得靠實實在在的物質(zhì)當(dāng)媒介。但太空是真空,幾乎沒有粒子,這些搶熱量的媒介沒了,傳導(dǎo)和對流自然就沒法發(fā)生。把手伸進(jìn)0℃的冰水里,幾秒就覺得刺骨,可在-270℃的太空里,因為沒東西直接碰你吸熱,散熱反而慢得多。
那熱量怎么跑呢?只能靠輻射,也就是身體自己往外發(fā)光,不是可見光,是紅外輻射。這種方式效率很低,按科學(xué)計算,36.6℃的人體每小時只能通過輻射散掉約900瓦熱量。這意味著凍結(jié)是個慢過程:前20分鐘體溫降到32℃,人就會失去意識,3小時后才會降到0℃,要完全凍成冰塊,得等10小時以上。
真正危險的不是冷,是缺和爆。如果沒提前呼氣,肺部的氣體會在真空里迅速膨脹,半秒內(nèi)就可能撐破肺泡,皮膚下的體液因為氣壓驟降,沸點變低,會像開水一樣冒泡,讓人全身腫脹,但皮膚的韌性會兜住這些氣泡,不會真的爆炸。更要命的是缺氧,10到15秒內(nèi)意識就會模糊,90秒不獲救,器官就會永久損傷。所以比起凍僵,這些問題才是更快的殺手。
但太空里的溫度其實是雙面派,背景平均溫度確實低到-270℃,但具體到某個東西,溫度要看它吸熱和散熱的平衡。那為何宇航服需反射輻射而空間站需主動散熱?空間站向陽的一面被太陽直射,溫度能飆到150℃,背陰的一面沒了熱源,熱量不斷輻射出去,溫度又會跌到-100℃。這也是為什么空間站明明待在冷太空,卻還得裝散熱系統(tǒng),里面的電子設(shè)備、宇航員的體溫,都會不斷產(chǎn)熱,真空又不好散熱,不主動排熱,設(shè)備早晚會被熱壞。
宇航服的保暖思路也和咱們穿棉襖不一樣。棉襖靠棉花隔絕冷空氣,宇航服卻要對付輻射。它用多層帶鋁箔的材料,外面的涂層能把太陽的熱輻射擋回去,里面的涂層則能反射人體自己發(fā)出的紅外輻射,把90%以上的熱量鎖在體內(nèi)。說白了,它不是防冷空氣,是防熱輻射跑掉和熱輻射進(jìn)來。
這么看來,太空的冷和地球上的冷根本不是一回事。真空沒有傳熱媒介,反而像個保溫罩,讓凍結(jié)變慢。但缺氧、體液沸騰這些威脅,比低溫來得快得多。1965年NASA有位技術(shù)人員,宇航服意外破裂暴露在真空里,27秒內(nèi)被救回來,最后只是暫時沒了味覺,這也說明短時間暴露是有存活可能的。
所以啊,太空最坑的不是低溫,是打破了咱們在地球上熟悉的散熱邏輯。所以,看到電影里的那些太空場景,你會不會忍不住想:“等等,這凍結(jié)速度不對啊?” 要是真有機(jī)會飄進(jìn)太空,你覺得第一時間該做的是什么?來評論區(qū)聊聊你的想法吧。
數(shù)據(jù)來源
[來源1] NASA材料釋氣數(shù)據(jù)庫(2020), GSFC報告E595標(biāo)準(zhǔn)
[來源2] 阿耳忒彌斯1號任務(wù)分析(NASA, 2024)
[來源3] 國際空間站熱控系統(tǒng)年度報告(2023)
[來源4] 載人航天生理學(xué)模型(NASA技術(shù)備忘錄TM-2025)
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