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艙外航天服通過(guò)氣密軸承保證航天員可隨意轉(zhuǎn)動(dòng)

　我國(guó)航天員將于27日下午4時(shí)30分進(jìn)行首次太空行走。這意味著，中國(guó)研制的“飛天”艙外航天服也將與出艙航天員一起暴露于太空中。航天員系統(tǒng)艙外航天服分系統(tǒng)主任劉向陽(yáng)接受本報(bào)記者采訪，解開(kāi)艙外航天服之謎。

　　穿在身上的“航天器”


　　神七航天員出艙行走，艙外航天服是關(guān)鍵。中國(guó)艙外航天服名字叫“飛天”，一件重120公斤，不過(guò)上天之后就沒(méi)有重量的感覺(jué)了。劉向陽(yáng)介紹，“飛天”艙外航天服單套價(jià)值高達(dá)3000萬(wàn)元人民幣。但總體上講，我們的艙外服研制還是比較省錢的。艙外航天服可靠系數(shù)為0.997，可以支持4個(gè)小時(shí)的艙外活動(dòng)……


　　“飛天”艙外航天服從2004年7月開(kāi)始進(jìn)入研制過(guò)程，到2008年7月，完成了所有的研制工作。劉向陽(yáng)說(shuō)，整個(gè)服裝的研制經(jīng)歷了方案階段、初樣階段和正樣階段。整個(gè)過(guò)程中先后做了10多套艙外航天服。經(jīng)過(guò)航天員試穿和相關(guān)的訓(xùn)練，證明我們的“飛天”艙外航天服可以滿足神七任務(wù)的要求。


　　神七任務(wù)航天員出艙活動(dòng)時(shí)間在半個(gè)小時(shí)左右，而“飛天”艙外航天服具備4個(gè)小時(shí)的出艙能力，還有1個(gè)小時(shí)的備用時(shí)間。實(shí)際做試驗(yàn)時(shí)，可以達(dá)到的時(shí)間更長(zhǎng)，但指標(biāo)任務(wù)是4個(gè)小時(shí)。


　　“飛天”艙外航天服最高能達(dá)到2米，軀干像盔甲，四肢像面包，再背上1.30米的大背包……很像一件加厚、特大碼的羽絨服。服裝通體純白，從上到下依次是頭盔、上肢、軀干、下肢、壓力手套、靴子。


　　艙外航天服從內(nèi)到外分為6層：由特殊防靜電處理過(guò)的棉布織成的舒適層、橡膠質(zhì)地的備份氣密層、復(fù)合關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)組成的主氣密層、滌綸面料的限制層、通過(guò)熱反射來(lái)實(shí)現(xiàn)隔熱的隔熱層、最外面的外防護(hù)層。服裝的四肢裝有調(diào)節(jié)帶，通過(guò)調(diào)節(jié)上臂、小臂和下肢的長(zhǎng)度，身高1.60米~1.80米的人都能穿上這套衣服。


　　艙外航天服軀干的設(shè)計(jì)厚度為1.5毫米，鋁合金軀干外殼上密集著各種儀器：電控臺(tái)、氣液控制臺(tái)、氣液組合插座、應(yīng)急供氧管、電臍帶。僅十幾厘米見(jiàn)方的電控臺(tái)里，就有照明、數(shù)碼管控、機(jī)械式壓力表等9個(gè)開(kāi)關(guān)，氣液控制臺(tái)里的閥門更是多達(dá)20多個(gè)。這完全就是把飛船的控制臺(tái)整個(gè)搬到了航天員身上。難怪整套服裝的造價(jià)達(dá)到3000萬(wàn)元人民幣左右！


　　劉向陽(yáng)說(shuō)，艙外航天服是我國(guó)第三次載人航天飛行中最難的一項(xiàng)技術(shù)。雖然都是航天服，艙外服跟艙內(nèi)服完全不一樣。艙內(nèi)服只保證壓力，但艙外服什么都要管。飛船的大多數(shù)功能，都要在艙外服里實(shí)現(xiàn)。可以說(shuō)，艙外服就是一個(gè)穿在身上的小“航天器”。


　　總的來(lái)說(shuō)，艙外服為航天員提供3方面的保障。一是輻射、真空、微流塵等環(huán)境的防護(hù)；二是生命保障，也就是要保持一個(gè)適合人生存的氣體和溫度濕度環(huán)境；三是良好的功效保障，保證航天員穿著艙外服能開(kāi)展維修器材等太空作業(yè)。

(源自：中國(guó)青年報(bào))

　　重而不笨行動(dòng)靈活


　　艙外航天服重量為120公斤，最高能達(dá)到2米，形體龐大。航天員穿上后，會(huì)不會(huì)變成行動(dòng)困難的“巨無(wú)霸”？


　　答案是否定的。重而不笨、行動(dòng)靈活，是“飛天”艙外航天服的一大特點(diǎn)。設(shè)計(jì)師們?cè)谏现募纭⒅狻⑼蠛拖轮南ァⅤ椎汝P(guān)節(jié)處，使用了氣密軸承。在軸承的作用下，航天員的手腳可以隨意轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)能嚴(yán)格保證氣密性。手背則用上了可以翻折的熱防護(hù)蓋片，不僅能提高手指的熱防護(hù)能力，還能保證手指的關(guān)節(jié)活動(dòng)性。

　艙外用的手套，看上去特別厚實(shí)。把大拇指以外的4個(gè)指頭縫合在一起的話，有點(diǎn)像拳擊手套。手背為白色，手心和指頭是灰色的——密密麻麻的灰色橡膠凸粒，具有防滑和隔熱的作用。航天服雖然是“批量”生產(chǎn)的，手套卻是用國(guó)際上先進(jìn)的“三維數(shù)字掃描”技術(shù)，為每位航天員量身定做的。


　　出艙活動(dòng)主要靠手完成操作和“行走”，手套必須靈活，同時(shí)又得有相當(dāng)?shù)暮穸纫员ＷC氣密性、隔熱性，這在材料與工藝上幾乎是矛盾的。科研人員經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次試驗(yàn)，終于制造出了既安全又靈活的手套。“飛天”艙外服的手套靈活性國(guó)際一流，航天員能夠輕松握持直徑為25毫米的物體。


　　航天服的左臂上印著鮮紅的國(guó)旗，右臂上有兩個(gè)大字：“飛天”。劉向陽(yáng)說(shuō)，“飛天”的整體設(shè)計(jì)和各部件的設(shè)計(jì)、組裝都是中國(guó)人自己完成的。這套艙外服有很多我們獨(dú)有的特點(diǎn)。在關(guān)節(jié)上，科研人員巧妙地利用了仿生結(jié)構(gòu)，使關(guān)節(jié)活動(dòng)更自如。電控系統(tǒng)上，“飛天”艙外服全部采用數(shù)字信號(hào)處理，顯示屏則采用了國(guó)際上最先進(jìn)的OLED技術(shù)，使顯示器更大、更薄、更省電、更能耐受高低溫，顯示色彩更艷麗，以方便航天員查看。


　　艙外航天服將留在太空


　　研制艙外服是門大學(xué)問(wèn)，穿艙外服同樣不簡(jiǎn)單。兩名航天員需要先把雙腿伸進(jìn)航天服的下肢，臀部放在航天服的背包沿上，然后關(guān)閉背包門，把自己裹在龐大的航天服中。


　　這個(gè)過(guò)程也就一兩分鐘。但之前的準(zhǔn)備工作需要花不少時(shí)間：航天員在穿上貼身內(nèi)衣以后，首先要穿一件能夠測(cè)量心跳、體溫的生理背心，接下來(lái)是防靜電的連體內(nèi)衣，第四層是給人體散熱的液冷服，然后戴上通訊裝備，最后才穿艙外服。


　　穿衣服全程搬到天上，就更復(fù)雜了。雖然120公斤的重量在失重狀態(tài)下不會(huì)對(duì)航天員造成負(fù)擔(dān)，但在太空進(jìn)行任何精細(xì)的操作都是很困難的。


　　劉向陽(yáng)介紹說(shuō)，飛船發(fā)射時(shí)，艙外服是打包固定在軌道艙壁上的，因此航天員首先要啟封服裝，然后把各部分組合成一件完整的艙外服，再把凈化器、氧瓶、電池、無(wú)線電遙測(cè)裝置等可更換部件裝上航天服。進(jìn)入服裝后，還要對(duì)服裝進(jìn)行尺寸調(diào)整、氣密性檢查和全性能測(cè)試。一切正常，這才算“穿好”了艙外服。在“穿衣”的過(guò)程中，執(zhí)行出艙活動(dòng)的航天員與留在軌道艙的航天員互相配合，一人操作時(shí)，另一人就讀操作手冊(cè)并進(jìn)行確認(rèn)，以確保所有操作萬(wàn)無(wú)一失。

(源自：中國(guó)青年報(bào))

　　神七飛行結(jié)束后，手套將隨返回艙帶回地面。由于體積、重量的限制，費(fèi)這么大勁兒穿上的艙外航天服，在完成出艙任務(wù)脫下后，這套價(jià)值3000萬(wàn)元人民幣的航天服只能留在太空了。

(源自：中國(guó)青年報(bào))