Номер 25.27, страница 88 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 25. Атмосферное давление. Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов - номер 25.27, страница 88.

25.27 [566] Зачем космонавту нужен скафандр?

Решение

Скафандр — это герметичный костюм, представляющий собой сложную индивидуальную систему жизнеобеспечения, которая необходима космонавту для выживания и работы в открытом космосе. Космическое пространство — это чрезвычайно враждебная для человека среда, и скафандр выполняет несколько критически важных функций для защиты от её факторов.

Поддержание давления и обеспечение кислородом

В открытом космосе практически вакуум, то есть давление близко к нулю. Без защитного костюма, который создает вокруг тела избыточное давление, жидкости в теле человека (кровь, тканевая жидкость) закипели бы уже при температуре тела. Это явление называется эбуллизмом и приводит к мгновенной смерти. Скафандр поддерживает внутри необходимое для жизни давление и непрерывно подает космонавту кислород для дыхания, создавая таким образом искусственную мини-атмосферу.

Терморегуляция

Температура в космосе колеблется в огромных пределах: на прямом солнечном свету поверхность может нагреваться до +120 °C и выше, а в тени остывать до -150 °C и ниже. Скафандр защищает от этих экстремальных перепадов. Он состоит из множества слоев теплоизоляции и имеет активную систему терморегуляции. Обычно это специальный костюм с сетью трубок, по которым циркулирует вода, отводя избыточное тепло от тела или, наоборот, подогревая космонавта.

Защита от радиации

За пределами защитного магнитного поля и атмосферы Земли космонавт подвергается воздействию высоких уровней опасного для здоровья ионизирующего излучения (солнечного и галактического). Скафандр обеспечивает частичную защиту от этой радиации. Например, светофильтр на гермошлеме имеет специальное покрытие (часто на основе золота), которое защищает глаза от яркого солнечного света и вредного ультрафиолетового излучения.

Защита от микрометеороидов

Космическое пространство наполнено мельчайшими частицами (пылинками, песчинками), летящими с огромными скоростями — до десятков километров в секунду. Несмотря на малый размер, из-за высокой кинетической энергии ($E_k = \frac{1}{2}mv^2$) они способны пробить незащищенную оболочку. Внешние слои скафандра сделаны из очень прочных материалов (например, кевлара), которые выдерживают удар такого микрометеороида и предотвращают разгерметизацию.

Обеспечение связи и мобильности

В скафандр встроена система радиосвязи для переговоров с экипажем корабля и центром управления полетами. Он также оснащен датчиками, которые передают на Землю телеметрическую информацию о состоянии космонавта (пульс, дыхание) и самого скафандра (давление, запас кислорода). Кроме того, продуманная конструкция скафандра с шарнирами в области суставов обеспечивает космонавту подвижность, необходимую для выполнения различных работ в космосе.

Ответ: скафандр жизненно необходим космонавту для защиты от смертельно опасных условий открытого космоса: вакуума (отсутствия давления), экстремальных перепадов температур, ионизирующей радиации и столкновений с микрометеороидами. Он создает внутри себя пригодную для жизни среду, обеспечивая человека кислородом, поддерживая комфортную температуру и давление, а также предоставляя средства связи и возможность передвигаться для выполнения задач.