旅行太空補充給養
即使隻是去火星上進行短期實地考察或旅行，想要自己攜帶空氣和飲水也是比較困難的，如果想在火星上建立長期考察基地，就更不可能從地球上運送這些生命必需品了，唯一的辦法是在火星上就地解決這些問題。
怎樣在火星上製造空氣和水呢？美國麻省理工學院自然資源科學家唐·薩多韋設想了利用火星土壤中的普通鐵礦石產生氧氣的技術；美國田納西州範德比爾特大學的化學家肯·德貝拉克則介紹了如何從火星上的黏土和礦物中提取飲用水的方法。
由於火星地表到處都有富含氧化物的礦石，因此，不必鑽深井就能得到這些礦物。為了製造氧氣，薩多韋設計出一種用微型核反應堆作動力的冰箱大小的電化學電解槽，如果給礦石通上450安培的電流使其熔化並電解，就可以使金屬混合物從裝置的負電極分離出來，而裝置的正電極則可以釋放出氧氣。一個人一天約需呼吸2.75公斤氧，而薩多韋設計的電解槽可以從８公斤礦石中提取出這些氧，唯一的副產品是鐵的混合物。當然，薩多韋設計的電解槽不可能解決火星考察的所有問題，因為氧必須與氮混合才能成為適於呼吸的空氣。
那麼，人所需要的飲水又如何解決呢？盡管最近美國航空航天局（NASA）宣布，在火星上發現了冰凍水，但怎樣得到冰凍水則是另一回事。況且，在存在大量冰凍水的火星兩極不適宜建立研究基地，而且，即使在火星上氣候適宜的地區藏有冰凍水，通常也不適宜作為飲用水，因為這種冰凍水很可能太鹹。
因此，範德比爾特大學的德貝拉克認為，更好的辦法是從火星土壤的黏土和礦石中提取化學合成水。具體方法是將收集的火星大氣（含有95％的二氧化碳）加熱到31攝氏度以上，再對這些氣體施加大於72個標準大氣壓的壓力。在這種情況下，二氧化碳將處於“超臨界狀態”，這時的二氧化碳將成為非常有效的溶劑，從而可將黏土和礦石中的化學合成水分子分離出來，就像人們常常用這類溶劑分離咖啡中的咖啡因一樣。
德貝拉克發現，“超臨界狀態”二氧化碳可以從水合物中提取8％的水，這雖然不算多，但方法簡單有效。當二氧化碳壓力降低到60個標準大氣壓時，水會凝結出來，這樣得到的水相當幹淨，隻是其中含有少量二氧化碳，而這正是人們經常利用的“碳酸氣”，因此可以放心地飲用。
宇航員太空生存探秘
太空環境與地球表麵環境有很大不同，最顯著的是失重，人體所有與重力有關的感受都發生異常。此外，還有高真空、缺氧、極度的溫度變化、可怕的宇宙輻射、大量的微隕塵等，所有這些都會對人體產生致命危害。“神舟五號”飛船航天員在太空是如何生活的？
1.衣：航天服總重10公斤
在太空穿衣服不僅是為了保暖、遮體，主要是為了保護生命。
航天服的功能是維持大氣壓力、提供氧氣、排除二氧化碳，防宇宙輻射、隔熱、防微粒塵，保護航天員在太空的生命安全。
航天服由特殊的服裝、頭盔、手套和航天靴組成。從功能上看，航天服有艙內服、艙外服兩種；從服裝內壓上看，有低壓服、高壓服之分；從結構上看，可分為軟式、硬式和軟硬結合的航天服。無論哪種航天服都由多層組成，必須相互連接形成一個整體，各層質量要高、重量要輕、厚度要薄，以免影響航天員的行動。
“神舟五號”使用的是艙內低壓航天服，大體分為4層：第一層為內衣褲，布料是純棉布；第二層是保暖層，它和內衣褲結合，選用太空棉製成；第三層為通風散熱層，由很長的微細管道連接在衣服上，在人體與外界隔絕的情況下，它可以把人體產生的熱、水和氣味帶出去；第四層是氣密加壓限製層，通過充氣加壓，使身體有足夠的壓力。艙外航天服還要加上真空隔熱層。
航天飛機或飛船發射時，航天員必須穿上橘紅色的加壓服。它的主要功能是在航天器座艙發生故障而喪失壓力時，給航天員提供正常的大氣壓，幫助航天員安全返回地麵；如果航天員降落到水中，它還能保暖防寒，而且橘紅色既醒目又防鯊。
進入軌道後，航天員的穿著比較隨意，可以是長袖服裝或短袖運動衫，甚至是短褲。在向地麵報告工作時，他們會穿上較正式的飛行服。
進行艙外行走時，航天員必須穿上艙外活動太空服。它由特殊材料構成，可以防熱、防寒、防太空碎片、防宇宙塵、防輻射和提供氧氣等。活動服包括上身、手臂、下肢和頭盔等部分。航天員在艙外活動8小時，必須返回充電和補充消耗品。艙外活動服使用24次後，就要送回地麵進行保養和維修。
中國航天員的首批航天服摸起來質感很好，既漂亮又精致。整套衣服的主色調是乳白色的，局部位置鑲有天藍色的邊線。衣服心髒部位有一個可以擰動的圓形裝置，用來調節衣服內的壓力、溫度和濕度。衣服右腹部位置有一根細管，是航天員的通信工具；左腹部處有兩條管路，是給航天員供氧和排放二氧化碳的設備。這種航天服屬艙內航天服，除了頭盔和膠皮手套，整個航天服是用一種特殊的高強度滌綸做成的，能夠滿足航天員在飛行上升段和返回地麵時的各種要求。
中國航天服是連體式造型，胸前有兩條呈V字形的拉鏈。打開拉鏈，將腿伸進去，便可循序地穿在身上。整套衣服重約10公斤，航天員在正常情況下穿戴整齊需要3分鍾時間。航天手套是按照航天員手的大小定做的，手套與服裝袖口用壓力密封分離環相連。航天靴由壓力靴和艙外熱防護套靴組成，其中壓力靴是服裝氣密加壓限製層的延續。航天頭盔由頭盔殼、麵窗結構和頸圈等組件構成。頭盔具有減震、隔熱、消聲、通風、供氧等功能。
據專家介紹，一套航天服的價格與一輛豪華轎車差不多。
2.食：太空菜單80多道
特定的航天環境使航天員的口味要求變得非常特殊，吸收消化能力也受到一定影響。航天食品就是為適應這些特點而生產的。
航天食品必須包含足夠的、完善的科學營養，如人體每天所需的蛋白質、脂肪和糖等，並保證含有鈣、磷、鎂和鉀等主要無機元素，還要含有鐵、鋅、硒、碘等微量元素，以及維生素A、E和其他各種水溶性維生素。此外，航天食品要設法限製食物中的鈉、水和纖維成分，以減少航天員的大小便次數。
早期太空食品主要是糊狀食品、牙膏狀食品，由於口感不好、不易軟化、碎屑多，基本已被淘汰。如今，航天員的菜單上已有80多種可口的食品和飲料。
太空食品可分為日常菜單食品、應急供應食品和艙外活動食品，以適用、營養和方便為標準，主要有水果、蔬菜、乳製品、肉蛋類食品、零食、飲料、湯類和調味品等。
科學家們對航天食品進行了科學分類，大體分為6種：一是即食食品，是不需要加工、拿過來就吃的食品；二是複水食品，屬於冷凍幹燥食品；三是熱穩定食品，這類食品是經過加熱滅菌處理的軟包裝和硬包裝罐頭類食品；四是冷凍冷藏食品，這類食品是在地麵上凍好帶進太空的，融化後可食用；五是輻射食品，經過放射線殺菌後的食品；六是自然型食品，即地麵上沒經過處理的食品，如新鮮水果、蔬菜、麵包、果醬等；七是複水飲料、衝劑或軟固體飲料。
在太空，航天員隻需固定好身體的某一部位就可進餐，食品飄在空中，隻要一張口，即可入嘴。另外，用匙比叉可靠，如用匙盛牛奶，如果拿匙的手左右晃動，牛奶是不會被晃出的，因為在微重力條件下，液體的運動隻受表麵張力、內聚力和黏著力的控製。
中國特色的航天食品除了種類繁多的魚、肉類罐頭，麵包等傳統食品已不多見，主食是脫水米飯、咖喱米飯等，全裝在銀灰色的袋子裏；菜肴也很豐盛，有魚香肉絲、宮保雞丁等，甚至還有大蝦等海鮮。它們都是固態複水食品，航天員進餐時，隻要將熱水倒進去即可食用。由於中國人愛喝茶，所以除了橙汁等常規飲料外，冰紅茶、綠茶等時尚的現代飲料也一應俱全，不過它們不是液體的，而是小磚頭般的固體飲料。水果經過了特殊加工，把草莓、蘋果、香蕉、水蜜桃等水果在低溫下冷凍，去掉水分，再經過幾個程序的加工，橡皮塊般大小的凍幹水果便做成了。
據介紹，我國加工的航天食品在“神舟三號”飛船上，已作為特殊“乘客”上天轉了幾圈。經檢驗，這些美味可口的食品都經受住了太空環境的考核。
3.住：蝸居雖小生活挺好
在太空的居住環境無法與地麵相比，主要是空間狹小。美國第一艘載人飛船隻能容納一個人，艙內體積僅有1.7立方米，穿著太空服的宇航員半躺在裏麵，身體幾乎不能活動。“神舟五號”的活動空間相對來說已變大了不少，但也不足6立方米。好在飛船在天上的時間隻有幾十個小時，如果要在那樣的地方長期呆下去，宇航員就很難正常生活了。
隨著航天飛機和空間站的問世，太空居住空間有了明顯改善，但與地麵居住仍無法相比。在太空微重力條件下，睡眠不受姿勢的限製，可以躺著睡、坐著睡、站著睡，甚至倒立著睡。在微重力條件下睡眠不需要床，你隻要在居住艙中找一個角落，沒有噪聲和振動幹擾，便可以舒服地睡上一覺。但在睡前一定要用一根帶子將自己固定起來，否則當你睡著後，由於呼吸的推力會將你的身體推到空中，在艙內飄來飄去，直到碰到某個物體把你撞醒。不過“神舟五號”不會有這種情況，因為空間有限，航天員基本固定在坐椅上。
航天員一般在睡袋或臥廂中睡覺，每天睡眠8小時，起床時，鬧鍾會將航天員鬧醒。有時地麵控製中心會放“起床音樂”，有搖滾樂、鄉村音樂、古典音樂等。
航天員也要梳頭、剃須、刷牙、洗澡和上廁所等。理發時，必須用吸塵器立即吸走碎發，以免汙染環境和侵害人體。洗頭則用一種不需要清水漂洗的洗發劑。太空洗澡主要是“海綿浴”，隻需一塊幹布和兩塊海綿布。失重條件洗澡，不需要太多水，因為極易粘在皮膚上的水不易流掉。目前，隻有美國“天空實驗室”上有淋浴設備。
航天員在太空用的是抽氣馬桶，馬桶內不使用水，而是氣，上廁所要將自己固定好，臀部要貼緊馬桶邊緣，如果馬桶內部與外邊不能完全密封，氣流便不能將大小便帶走，大小便會飄逸出來。航天員用水很節約，水源主要是呼吸產生的濕氣，經過再生處理，供給航天員使用。
在太空，航天員的氧氣保障十分重要。短期飛行的宇宙飛船供氧氣源是從地麵帶到太空的，其儲存方法有三種：一種用高壓氣態儲存；另一種是用低溫超臨界液體儲存；第三種方法是固態儲存，它利用含氧化合物的化學反應放出氧氣。目前，俄羅斯和美國都是使用以上三種方法保證航天員的供氧。
在太空中保證對航天員安全供氧，必須消除有害氣體。根據國外發射的航天器檢測結果，艙內有300多種汙染物，但絕大多數濃度非常低，不足以造成對人體的危害，其中最大量的是二氧化碳，這是人體呼吸的產物。要消除二氧化碳氣體，可采用活性炭法、超氧化物、無水氫氧化鋰等方法吸收二氧化碳和其他有害氣體，保持空氣的清潔。
4.行：宇宙空間的真正飛人
航天員離開載人航天器乘員艙，進入太空的出艙活動稱為太空行走。太空行走需要進行複雜的準備過程。
首先，航天員需要吸氧排氮，同時戴上供氧麵罩，吸氧完畢，再穿戴太空服。因為艙內是氮氧混合氣，太空服內是純氧大氣，如航天員突然進入，容易產生減壓病。一般情況下，在吸氧排氮之前，可通過適當增加座艙氧氣濃度來降低座艙大氣壓力，縮短吸氧排氮時間。航天員穿戴太空服必須在氣壓過渡艙內進行，其目的是防止座艙在航天員出艙時發生突然減壓。穿戴完畢，過渡艙通往座艙的門關閉，然後打開通往太空的門，航天員開始太空行走。
其實太空行走也可稱為太空飛走，因為在失重條件下，隻要航天員碰一下艙體，就能飛起來。
艙外行走有兩種方式，一種用早期研製的“臍帶”與乘員艙連接，航天員所需的氧氣、壓力、電源和通信都通過臍帶由“母”載人航天器提供，由於臍帶長度有限，航天員隻能在附近活動。另一種是靠裝在航天服背後的便攜式環控與生保裝置以及載人機動裝置，這樣航天員可以到100米外活動。載人裝置像背包，航天員通過手控器控製其高壓氮氣從安裝在不同部位的推力器噴出，從而改變飛行速度、方向和姿態。
太空行走的目的一般是維修航天器、安裝太空大型設備、從航天飛機上發射衛星、進行各種科學研究等。因此，太空行走是航天員完成任務的基本手段。