載人航天為什么這樣難?

現在，已有不少國家能夠自行研制火箭和人造衛星，但掌握載人航天技術的國家卻寥寥無幾。其中的主要原因是太空環境非常嚴酷，要確保人在這種環境下的正常生活與工作是極其困難和昂貴的。雖然太空的高真空、高潔凈、強輻射等環境對太空育種、材料加工等具有重要作用，是寶貴資源，但人在這種太空環境中，將面臨失壓、缺氧、高低溫和輻射損傷四大危險，所以必須采取一系列復雜措施，才能安全地進行載人航天活動。

太空是一個強輻射環境，許多天體都有磁場，磁場俘獲高能帶電粒子，會形成輻射性很強的輻射帶，如在地球的上空就有內外兩個輻射帶，其中內輻射帶對載人航天的影響較大。太空中存在的這些看不見、摸不著的各種射線和高能粒子對人類是有害的，能穿透普通的衣服，深入人體。若超過人體耐受空間輻射劑量的上限（100拉德），就會影響消化系統，損傷視網膜神經和腦神經，引起內臟器官病變，甚至致人于死地；若輻射劑量小，但照射時間長，累計效果也將導致壽命明顯縮短。

為此，繞地飛行的載人航天器軌道高度一般在300千米～500千米，因為如果再高將進入或接近地球輻射帶，那里的高能粒子能穿透航天器，對航天員造成傷害。而軌道高度若低于300千米，則稀薄大氣阻力明顯增加，需要消耗大量的推進劑來維持軌道運行。

增加了故障檢測處理和逃逸系統的長征二號F運載火箭的可靠性達到97%

由于太空是一個高真空環境，300千米～400千米高度處的大氣壓力為地面的百億分之一，而人類一直生活在地球大氣的底部，身體的內外都受到大氣壓力的作用，身體內部的器官和組織都充滿空氣，所以，人類一旦進入太空，如果沒有與地面生活相適應的壓力環境，身體外部的大氣壓力急劇降低，體內的空氣會迅速膨脹，溶解在血液中的氮氣就會分離出來，形成氣泡，阻塞血管，或因內臟、器官的脹裂而喪命。另外，太空有高速運動的塵埃、微流星體和流星體以及太空垃圾，它們具有極大的動能，這也會給人類帶來致命的傷害。

除遇到上述自然環境外，在太空飛行的航天器還有一些獨特的誘導環境，即在太空環境作用下航天器某些系統工作時產生的環境。比如，航天器在太空中飛行，由于沒有空氣的對流和擴散作用，物體在太陽光照射下，可產生100℃以上的高溫，在運行到見不到太陽光的陰面時，熱量會很快散發到寒冷的宇宙空間，溫度會迅速下降到零下100℃以下；航天器在加速上升和減速返回時，正、負加速度會使航天器上的一切物體產生巨大的超重，使航天員要經受4～5倍于地球表面重力的超重過載；在重返大氣層時，由于航天器表面與周圍空氣的急劇摩擦，導致其表面溫度極高。在上述這些極端特殊環境中，如果沒有防護，人是不能生存的。

長期失重可導致航天員出現多種生理、病理現象，主要表現為心血管功能障礙、骨質（鈣）丟失、免疫功能下降、肌肉萎縮、內分泌機能紊亂、工作能力下降等。

國際空間站上的氧氣生產設備

所以，人要上天很難，必須乘坐專門設計、與外界隔絕的載人航天器才能在太空中安全地生活和工作。如果要離開航天器進入開放的太空，就必須穿上特制的艙外航天服。當然，這還遠遠不夠，還需要很多其他系統的支持。簡單地講，載人航天必須滿足3個基本條件：

一是要擁有強大的運載工具，以克服地球引力，而且其可靠性要求極高。

二是要研制出能仿造地球生活基本條件的載人航天器。它比無人航天器復雜得多，需要增加許多特設系統，以便有合適的空氣成分、溫度、濕度等，從而滿足航天員的生活和工作需要，并且可以安全返回。

三是應弄清太空環境和飛行環境對人體的影響，因為即使有了載人航天器，仍有很多問題要解決。載人航天器上狹小的生活環境、失重，以及火箭推進形成的振動、噪聲和加速度等仍直接威脅著人體的健康與安全，所以必須找到有效的防護措施。