你想去国际空间站吗?
国际空间站排气与空气治理的趣味物理分析。
1. 关键信息
- ISS 年均 6.5 人驻留,每人日均排气约 20 次,20 年累计约 120 万次。
- 单次排气质量 0.03–0.1g,速度约 3m/s;80kg 宇航员单次加速约 3.75μm/s。
- 累计气体总质量约 120.51kg,连续 14 天排气可获约 2.75m/s 速度增量。
- 外部燃烧无法有效产生推力,点燃打火机极其危险。
- NASA 资助的乙烯清除器可净化空气(#5)。
2. 羊毛/优惠信息
无
3. 最新动态
- 持续慢漏气(#3)。
4. 争议或不同意见
- 有人倾向天宫二号而非老旧的 ISS(#4)。
- 有人关注排气与空气治理的实际效果(#1、#7)。
5. 行动建议
- 加强通风与过滤,定期维护生命支持系统。
不能带一些活性炭上去 ? 国际空间站里的120万个屁 揭秘国际空间站运行25年间累积的百万次排气对环境的影响,并利用火箭方程计算出这些气体转化为人体推力的惊人物理数值。 在离地400公里的国际空间站里,生活并不总是像科幻电影那样充满金属质感的清冷。事实上,这里有着一种非常独特且难以言喻的气味。在长达9270天的连续驻守中,这里的空气里混合了汗水、机器运转的热气,以及一种极其显著的生理特征,那就是人类的排气。 根据统计,国际空间站平均每天有6.5名宇航员在岗。在地球上,普通人每天大约放屁14到21次。但在太空中,由于特殊的饮食结构以及微重力环境对肠胃消化过程的影响,宇航员排气的频率往往会更高。如果我们按每人每天20次计算,在过去的20多年里,空间站内部累积的排气次数已经惊人地达到了1205100次。 在地球上,由于热对流的作用,气体会迅速扩散稀释。但在国际空间站的微重力环境下,物理规则发生了变化。如果没有通风扇的强制循环,宇航员排出的气体不会散开,而是像一团隐形的云雾一样,静静地包裹在排气者周围。这也是为什么经验丰富的宇航员会开玩笑说,如果你想做一个礼貌的人,最好对着空气吸入口排气。 这些排气除了带来嗅觉上的挑战,在物理学上还具备另一种身份,那就是人体推进器。每一次排气其实都是一次微小的质量抛射,根据动量守恒定律,它理应为宇航员提供一个反向的推力。 为了量化这个推力,我们可以进行一次有趣的物理建模。假设每次排气的气体质量在0.03到0.1克之间,我们取上限0.0001千克。根据估算,气体的排出速度大约为每秒3米。如果一位穿着轻便飞行服的宇航员体重为80千克,那么单次排气产生的加速度微乎其微。计算得出,这种推力产生的速度改变仅为每秒3.75微米。这意味着在不考虑其他阻力的情况下,宇航员需要持续排气74小时才能移动1米的距离。 然而,如果我们将视线转向那累积的120多万次排气,情况就变得有趣了。将所有气体汇总,这相当于120.51千克的推进剂。如果宇航员能像火箭一样,将这些气体作为连续的动力源喷出,我们就可以套用理想火箭方程来计算速度增量。 在这个模型中,初始质量是宇航员体重加上所有气体的总重量,即200.51千克,最终质量则是排空所有气体后的80千克。计算结果显示,如果一位宇航员能连续不断地排出这些气体,其速度增量将达到每秒2.75米,换算成时速大约是10公里。这意味着,如果你能连续14天不间断地排气,你就能以长跑运动员的速度在空间站的和谐号节点舱里穿行。 虽然这只是个有趣的数学假设,但它揭示了太空生活中极易被忽视的物理细节。有趣的是,这种讨论往往源于宇航员在业余时间的真实反馈。例如有宇航员在国际空间站上尝试种植太空土豆,这不仅是为了研究植物生理,更是为了改善单调的饮食。 有人曾开玩笑地提议,如果宇航员在排气时点燃打火机,是否能获得更大的推力。但在现实中,这极其危险。在空间站的高氧和全封闭环境中,任何火星都可能引发灾难。更何况从物理角度看,除非燃烧发生在直肠内部以产生压力差,否则外部燃烧并不能有效地将热能转化为定向推力。 国际空间站作为一个精密的人造实验室,每一个生理细节背后都隐藏着深刻的物理博弈。从除臭系统的工作效率到人体排气的动力学,这些琐碎的日常构成了人类迈向深空的最真实底色。
能按时回来的话,还是很想去的。
一直在慢撒气, 漏气
如果没得选,还是想去。 如果有的选,更想去天宫二号。ISS 太老了,谁要住老酒店啊。
好像有一种叫air purifier的东西吧 https://www.nasa.gov/image-article/air-purifier/ https://www.nasa.gov/image-article/air-purifier/ NASA funded the development of an ethylene scrubber for the International Space Station that has subsequently proved capable of purifying air on Earth of all kinds of pathogens and particulates.
summitguy: 天宫二号 的lounge里可是有目前全世界独一无二的太空烤鸡翅,ISS的lounge(如果能称之为lounge的话)里只能吃MRE。
cardn3rd: air purifie 空气应该一直在过滤。 但是,年头太长了,可能味道还是比较strong