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假如人类可以跑上太空,会经历什么? 第1页

  

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人跑上太空,意味着人通过自己的两条腿就能达到第一宇宙速度。如果人是这样一种生物,人类社会的形态、整个人类历史都不是我们现在所知的这个样子。


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要想跑上太空,不仅仅只能拥有闪电侠的速度

作为纺织品化学工程师的我,关注的更多的是——我们需要穿着什么样的衣服,才能突破对流层的寒冷、强风、雷雨呢?

但仅仅在地面上模拟上述环境实验显然是不准确的,为了更加专业严谨的寻求答案

我们把实验场地搬上了“太空”,并且把从“太空”回来衣服的面料深入研究了一番,得到了一些结论:

1、 在实验室分析两组羽绒服保暖面料时,我们对比了克罗值(热阻)、羽绒蓬松性、远红外热反射指数,这些数值都是对应保暖性能的关键指标,Nike Therma-Fit ADV面料里填充的是更为蓬松的鹅绒,可以储存大量的空气,而空气是热的不良导体,立体珩压工艺让鹅绒更加立体蓬松不钻绒、跑绒,内置的热能反射黑科技可以充分减少人体的热量散失。所以Nike Therma-FitADV面料相对于普通面料展现出优异的保暖性能。

2、 分析两组快干面料时,为了对比水份动态蒸发速率(速干性),我们做了一组小测试,Nike Dry-Fit ADV和普通速干面料均裁剪出10cm×10cm的大小,用移液枪各滴0.2ml蒸馏水,在万分天平上称取水份蒸发速度。Nike Dry-Fit ADV因为纱线上带有丰富的导湿沟槽,水份可以顺利的沿着导湿沟槽转移至面料表面从而获得更大的蒸发面积,在水份动态蒸发速率的测试结果中,水份蒸发速率高于普通面料60%,表现出极佳的速干性。

3、 在分析面料的防风性时,我们使用仪器测试了面料的压降程度,Storm-FitADV面料内部有无数的像蜂窝一样的微孔,气流在穿透的过程中就像在走迷宫,受到了非常大的阻力,压降数值就非常明显大于普通面料。

这次的深入实验,发现科技面料的发展水平已经远远超于传统面料,功能性和实用性不在是宣传噱头,也许不久的未来,真的可以穿和一身轻松的运动便服做装备,奔向终点的太空,那个过程一定很精彩。


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既然题主提出这个问题,我估计也已经解决了呼吸问题,毕竟这是人类生存的第一要求,它甚至比食物更加紧要,只要短时间缺氧,那么人类大脑就会不可逆损伤直到死亡,自然也就根本无法跑起来了。

不过既然能够跑起来,我想有一个最容易被忽视的问题那就是:温度。

相信在中学物理里大家就学习过关于温度和海拔的问题,随着海拔升高,温度也随着下降,比如在地球的最高点珠穆朗玛峰,年平均气温是-19.6℃,而再往上深入太空,那么温度就会继续下降。那么,如果想要跑上太空,除身体本来的保温能力外,使用什么装备来帮助维持身体温度将是最大的难题。

人体如何应对低温呢?

作为恒温动物的人类,我们身体可是有着强大的热调节功能,这也是人体的基本稳态之一。

因此,当温度开始下降的时候,我们的热稳态会开足马力来应对温度骤降问题。

最初的时候,人体会出现皮肤战栗的情况,也就是大家说的冻得发抖,但其实这是一种发热过程。

而同时,身体也会加速体内的血液循环,增强新陈代谢,尽可能的燃烧体内储备的能源来为我们提供热量。

不过,光靠身体自发热,那是不够的,因为随着你持续奔向太空,面临的温度越来越低,身体本身的热量也供应不上了。


这个时候,如果你不能及时的为自己保温或者提供热量,那么后果会非常严重,那就是面临着失温。

失温可不能小觑,当人体的新陈代谢无法维持正常体温的时候,那么就会出现失温的情况。而失温一旦低到一定程度,比如跌到了33℃,那么就属于中度失温了。这时候人基本丧失了运动能力,开始出现意识混乱的情形。如果体温再进一步下降,就属于重度失温了。这种情况下,人已经基本失去正常的行为能力,连身体颤抖都做不到了,会出现瞳孔放大,基本反射消失的问题,在这种情况下,可逆性已经不大了。

所以,奔向太空,一个重要的措施就是选择强劲的装备为自己保温。

当然,人体各部位的温度并不是相同的,事实上,不同部位对于温度下降的容忍程度也是不一样的。

我们从上往下来看。

首先是头部,虽然头部非常重要,但头部本身应对失温的功能也是非常强大的,毕竟作为人体最重要的部位,应对失温的强大功能也逐渐进化出来了。所以头部的保温需求相对来说并没那么强,我们的血液在头部供应量很大,人体的能量代谢也会有20%左右供给仅占人体几十分之一的头部,而且如果佩戴了呼吸罩,那么我们的呼吸本身在防护罩中也可以散热来为头部供暖。

但是往下可就没那么容易了。

再往下,我们就会来到人体的躯干部位,这个部位是人体脏器最多的地方,我们的常见脏器基本上都分布在这里。

当然,对于脏器来说,也有轻重之分,比如腹部的器官包括不少消化代谢器官,这些器官其实短期内耐低温还是可以的。但是胸部/背部就没那么简单了,这两个部位包括着两大非常关键的器官:心脏和肺部,一个负责呼吸,一个负责血液循环。可以说,这俩器官在人体的优先级非常高,只要有一个器官出现了停滞,那么生命就会遭受难以拯救的损失,而且这些器官还很脆弱,尤其是心脏,遇到低温就容易出现心脏收缩,甚至是心脏骤停的情况。

正因为如此,我们对于胸部/背部的保护程度相对要比腹部要高一些。

再往下就是四肢了,其实本身作为支撑性结构,是可以承受较低的温度的。而我们负责运动的主要是关节部位,无论是膝关节、肘关节,还是我们的手脚关节部位,本身就是运动的主力军,因此,从保温的角度,这些部位的保温也是至关重要的。


因此,如果要跑上太空,那么一定要做好一点就是:保温。


这里的保温既包括了被动保温,比如降低热传导的措施,也就是穿上厚厚的防护服,避免温度散失。也包括主动保温,那就是主动发热,在你的防护服里加入发热的原料,可以让自己在奔向太空中不断给自己发热,从而让自己能够维持正常的体温。


当然了,这里的跑上太空是一个美好的幻想了,至少在当前,我们人类是无法做到的。

不过,在生活中,其实跑向太空这种脑洞,也有一定的启发,那就是日常保温。


寒露节气刚过,很多地方已经进入了深秋,天气变冷,气温下降,北方一些地方甚至已经开始下雪了。

这个时候,很多人都要开始加强保暖了。

其实日常保暖大家都熟悉也知道该怎么做,毕竟每年都要度过一个冬天,不过有一些领域可能更加值得重视,那就是运动领域。

不少人喜欢运动,在秋冬季节也不停下室外运动。而寒冷天气下的室外运动,就可以看做是一个弱化版的跑向太空,这个时候,保温就很值得关注了。

就像我们上面提到的,保温可不是均一的保温,而是要有针对性的保温,一种做法就是普通运动服上加上相应的防护,比如穿个马甲,戴个护肘护膝之类的。


当然,如果你觉得一层层加衣服太麻烦,选择一些专为运动保暖设计的衣服也可以,其实目前也有不少运动品牌在关注这个领域。比如Nike的ADV系列,它不是直接加厚衣服,而是在均衡运动特征和保暖之间做出科技材料创新,在轻盈拒水设计中融入创新保暖技术,再配合调节透气,满足恶劣天气下的保暖运动需求。不过,这种设计可能并没有我们想的那么简单。

首先保暖和干爽之间是一个矛盾。

很多时候一件保暖装备在满足保暖需求的同时,也阻挡了水汽的透过。而我们在运动的时候,身体出汗不可避免,如果湿气无法排出去,那就会出现汗水闷在衣服里,浑身湿透的情况。因此,在保暖的同时,也要达到可调节透气的效果。而这方面Nike 就很有话语权,Advance Running Concepts (ARC) 团队与 Nike 运动研究实验室 (NSRL) 合作,设计出了可以调节透气效果的ADV系列,在V 字形和后拼接部位采用可调节拉链,这样可以根据个人需求来调节透气,让运动中的身体在保温的同时也保持干爽状态。


并且这个系列采用了特殊的DWR处理,将热调节面料与先进工艺结合。即使是在风雨交加的寒冷天气,也能让身体保持舒适的运动状态。


当然,针对性的保温也是必不可少的,Nike ADV系列专门针对重要部位做了保温措施,在前侧配有羽绒填充设计,可以更好地保护前胸不失温。

这种设计可以在日常运动甚至恶劣天气中方便不少人,就不需要再有层层加衣服的烦恼了。

而未来,我们也希望人类能够发展出更多的保暖科技,能够满足人们在更多的低温环境下工作的需求。就像最近我们的太空旅行那样,必然对保暖有更高的需求,这样也可以推动未来太空科技的发展。




  

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