神舟十四乘組寒夜返鄉!預防陌生的「無水肼」中毒,咱們有一套

2022年12月04日18:00:04 科學 1399

驚心動魄返鄉路

小心無水肼中毒

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神舟十四號寒夜返回搜救演練

神舟十四號乘組太空出差183天結束,即將在寒冷的冬夜返回東風着陸場,願三位太空英雄平安歸來!話雖這麼說,不過航天員的「返鄉」之路仍然是驚心動魄的,除了大家熟悉的大過載、穿黑障,還有一件事大家可能不熟悉——小心肼中毒!好在咱們的地面搜救體系已經做好了萬全準備。

提到無水肼中毒,很多網友都關心下面幾個問題:什麼是無水肼,幹什麼用的,為什麼會中毒,怎麼防治,小編一一為您解讀。

什麼是無水肼?

先說說它的威力,100公斤的無水肼爆炸後,相當於一顆小型原子彈。不過大家也別被嚇住。

無水肼是一種無色透明液體燃料,和氧化劑共同作用,就形成了航天液體推進劑,這種推進劑具有比沖高、燃燒穩定、可多次點火、易於貯存和推力可調等很多優點,神舟號載人飛船的返回艙里就用到了它。

當然,無水肼這種特種燃料的缺點也很明顯,高毒、易爆、易燃。所以在酒泉衛星發射中心,無水肼平時都存放在特燃站里,航天城的人對這裡都是敬而遠之,在很多人眼裡這裡就像一座隨時都可能爆發的火山口。

無水肼幹什麼用?

神舟載人飛船返回地球時,只有中間的返回艙回來,而兩端的軌道艙推進艙會暫時留在太空中。

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返回艙外形像一口大鐘,一頭是圓形大鈍底,一頭倒錐體。當航天員乘組乘坐着返回艙返回地球時,有些階段需要調整姿態,這就需要推進系統來實現。它們安裝在哪裡呢?我們看返回艙小頭一端(也就是錐段上)設置了兩個傘艙,一個是主份傘艙,一個是備份傘艙,在備份傘艙下面設置了推進劑隔艙,這裏面就裝着單組元推進分系統。返回艙姿態控制發動機使用的就是無水肼燃料。有資料顯示,返回艙內設置了4個無水肼貯箱,加註總量是56公斤,返回過程中使用量約52公斤,安全餘量4公斤。

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為什麼會中毒?

這裡先說兩個案例。1975年美國阿波羅號和蘇聯聯盟號聯合飛行,當返回再入大氣層時,四氧化二氮燃料竄入返回艙,其中的3名美國宇航員中毒差點喪生。1983年美國穿梭機第9次飛行試驗,在着陸時無水肼泄露,隨之着火,三個輔助推進裝置中有兩個爆炸。

無水肼作為單組元推進劑常用于飛船的推進系統。無水肼具有遇濕冒白煙,遇到鐵鏽或氧化劑可能爆炸的特點。通常所謂的無水肼,並非絕對無水,僅是水含量極低或僅含痕量。而且無水肼和氧化劑接觸會發生放熱反應,即使沒有氧化劑存在,無水肼也會分解放熱。在低於標準大氣壓的情況下,無水肼如果在空間環境下泄露,更容易揮發而且會在環境溫度下着火。

無水肼不僅易燃,而且劇毒。由於無水肼管道從返回艙里穿過,因此飛船返回後,必須先用專門的儀器對艙內無水肼進行檢漏,看是否超標,如果超標必須儘快排除,若航天員出現艙內中毒表現,則必須馬上進行艙前救治。

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航天員返回搜救演練

怎樣救治?

談及航天員救護,可能出現兩種主要的傷情。大家熟悉的第一種情況是外傷,比如火箭帶着飛船上升時應急逃逸,或返回艙降落時的「衝擊過載」,航天員在裏面就像跳樓一樣,如果情況嚴重會造成內臟及頸椎的損傷。

第二種大家可能不太熟悉,火箭、飛船推進劑中的四氧化二氮、偏二甲基肼、一氧化碳、無水肼等有害氣體泄露,致使造成艙內有毒氣體超標,從而導致航天員中毒,其中最危險的就是「無水肼」泄露中毒。

當大量的無水肼進入人體後,容易透過血腦屏障,跟體內的維生素B6競爭,甚至取代它,如果缺乏就會導致中樞神經系統興奮性增高,出現陣發性強直性抽搐,表現與一氧化碳中毒類似,比如呼吸、心跳驟停等。

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航天員返回搜救演練

當返回艙艙門打開後,專業人員先對艙內無水肼進行檢測,如果發現超標,而且航天員出現無水肼中毒癥狀,咱們的醫療救治體系早有成熟的艙前救治方案了。

①救治前,醫務人員先穿戴齊全防護裝備,佩戴手套、防護服和防毒面具;

②然後打開航天員艙內壓力服的面窗,給航天員佩戴防毒面具,之後迅速撤離返回艙現場,與無水肼泄漏物快速隔絕,並保持現場安靜,給航天員保溫,並吸氧。

③等轉移到安全地帶後,用清水給航天員沖洗,然後脫掉艙內壓力服。再對已經暴露的皮膚、眼睛等黏膜進行大量清水沖洗。如果此時航天員出現抽搐、痙攣的癥狀,必須大劑量注射微生物B6。有的還要進行靜脈利尿促排。為了防止抽搐引發的窒息,還要進行氣道保護等措施。

結語

雖然我們國家已經充分掌握了神舟飛船返回技術,也建立了強大完備的搜救及醫療救治體系,形成了各種航天員遇到危險後的醫救方案,這叫「凡事預則立,不預則廢」,但是我們仍然希望我們國家的航天員平平安安、順順噹噹地回家,為這些甘於奉獻、無私無畏的航天英雄們點贊,為他們祈福。

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參考資料,特此致謝!

1、《大學理念:認知與踐行》

2、《哈工大人》

3、《翱翔太空——中國載人航天之路》

4、《航天技術先鋒——北京空間機電研究所火箭和航天器技術的發展和成就》

5、《火箭推進劑作業對健康的影響及衛生防護》

6、《空間環境下無水肼和甲基肼的爆炸危險性》

7、《空間站任務着陸場返回艙前航天員救治的專家共識》

#神十四航天員乘組將踏上回家之旅 #所見所得,都很科學

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