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        "飛天"航天服啥模樣?設(shè)計師詳解中國艙外航天服

        2008年09月25日 16:22 來源:新華網(wǎng) 發(fā)表評論

          名字叫“飛天”,重量120公斤,造價約3000萬元人民幣,可靠系數(shù)0.997,可以支持4個小時的艙外活動……

          神七航天員出艙行走,艙外航天服是關(guān)鍵。

          中國研制的艙外服是什么模樣?在航天員出艙行走過程中到底會起到什么樣的作用?來自中國航天員科研訓練中心的設(shè)計師們一一揭開這些數(shù)字背后的“謎底”。

          穿在身上的“飛船”

          記者觀察:最高能達到2米,軀干像盔甲,四肢像面包,再背上1.30米的大背包……誰要是在大街上穿上這么一身“行頭”,一定會被當作“天外來客”。

          這就是中國的艙外航天服,在沒有加壓的狀態(tài)下,軟軟地躺在中國航天員中心一間實驗室里。

          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。從內(nèi)到外,則分為6層:由特殊防靜電處理過的棉布織成的舒適層、橡膠質(zhì)地的備份氣密層、復合關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)組成的主氣密層、滌綸面料的限制層、通過熱反射來實現(xiàn)隔熱的隔熱層、最外面的外防護層。服裝的四肢裝有調(diào)節(jié)帶,通過調(diào)節(jié)上臂、小臂和下肢的長度,身高1.60米-1.80米的人都能穿上這套衣服。

          壁厚僅1.5毫米的鋁合金軀干外殼上密集著各種儀器:電控臺、氣液控制臺、氣液組合插座、應急供氧管、電臍帶。僅是十幾厘米見方的電控臺里,就有照明、數(shù)碼管控、機械式壓力表等9個開關(guān),氣液控制臺里的閥門更是多達20多個。

          在記者看來,這完全就是把飛船的控制臺整個搬到了航天員身上。別說是怎么操作,就是每個開關(guān)的位置,要記得一清二楚,也不是件容易的事——難怪航天服手腕處裝有一面小鏡子,航天員可以通過鏡子,隨時察看自己身上的各種開關(guān)。

          專家解說(航天醫(yī)學工程總體研究室主任劉偉波):艙外航天服是我國第三次載人航天飛行中最難的一項技術(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,都要在艙外服里實現(xiàn)。可以說,艙外服就是一個穿在身上的小型飛船。

          總的來說,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;二是生命保障,也就是要保持一個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展維修器材等太空作業(yè)。

          艙外服必須足夠復雜、具有一定的強度,才能實現(xiàn)以上這些功能。

          “重而不笨”的中國特色

          記者觀察:這么重的一套衣服,在天上還要加壓“充氣”。航天員穿上后,會不會變成行動困難的“巨無霸”?

          答案是否定的。重而不笨、行動靈活,是中國艙外航天服的一大特點。設(shè)計師們在上肢的肩、肘、腕和下肢的膝、踝等關(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,同時能嚴格保證氣密性。手背則用上了可以翻折的熱防護蓋片,不僅能提高手指的熱防護能力,還能保證手指的關(guān)節(jié)活動性。

          艙外用的手套,看上去特別厚實。把大拇指以外的4個指頭縫合在一起的話,有點像拳擊手套。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,手套卻是用國際上先進的“三維數(shù)字掃描”技術(shù),為每位航天員量身定做的。

          出艙活動主要靠手完成操作和“行走”,手套必須靈活,同時又得有相當?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)過無數(shù)次試驗,終于制造出了既安全又靈活的手套。中國艙外服的手套靈活性國際一流,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旗,右臂上有兩個大字:“飛天”。

          專家解說(航天服研究室主任劉向陽):“飛天”是中國研制的第一代艙外航天服,整體設(shè)計和各部件的設(shè)計、組裝都是中國人自己完成的。就完成目前任務的能力而言,接近國際水平。

          這套艙外服有很多我們獨有的特點。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)活動更自如。電控系統(tǒng)上,中國艙外服全部采用數(shù)字信號處理,顯示屏則采用了國際上最先進的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。

          艙外服就單個設(shè)備而言,功能不一定強大,但在系統(tǒng)的集成上具有優(yōu)勢。

          穿起來很“麻煩”

          記者觀察:艙外服是門大學問,穿艙外服同樣不簡單。這是記者在低壓艙訓練中看到的一幕——兩名航天員從準備間走進實驗艙,純白和純藍色的緊身液冷服,把他們從頭到腳包得如同電影里的“蜘蛛俠”。在工作人員的協(xié)助下,他們像蟲子鉆進蠶蛹一樣,進入了航天服。

          與其說是“穿”航天服,不如說是“坐”航天服——兩名航天員小心翼翼地把雙腿伸進航天服的下肢,臀部放在航天服的背包沿上,然后關(guān)閉背包門,把自己裹在了龐大的航天服中……

          這個過程也就一兩分鐘。但之前的準備工作需要花不少時間:航天員在穿上貼身內(nèi)衣以后,首先要穿一件能夠測量心跳、體溫的生理背心,接下來是防靜電的連體內(nèi)衣,第4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,就更復雜了。雖然120公斤的重量在失重狀態(tài)下不會對航天員造成負擔,但在太空進行任何精細的操作都是很困難的。

          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,費這么大勁兒穿上的艙外航天服,在完成出艙任務脫下后,只能留在天上了。

          想到這套衣服3000萬元人民幣的價值,好可惜……

          專家解說(航天員選拔訓練研究室主任吳斌):飛船發(fā)射時,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、無線電遙測裝置等可更換部件裝上航天服。進入服裝后,還要對服裝進行尺寸調(diào)整、氣密性檢查和全性能測試。一切正常,這才算“穿好”了艙外服。在“穿衣”的過程中,執(zhí)行出艙活動的航天員與留在軌道艙的航天員互相配合,一人操作時,另一人就讀操作手冊并進行確認,以確保所有操作萬無一失。

          這是個非常細致而又累人的活。比如,“艙外服啟封”項目分為21個操作單元,其中僅僅是“解開艙外服的包裝物”又包含了12個大步驟,每個步驟分為用工具鉗剪開固定艙外服的鋼絲和帶子、用工具卸掉扳手和螺絲等數(shù)十個動作。

          整個過程長達近15個小時。神舟六號任務結(jié)束后,航天員訓練的一項主要內(nèi)容,就是操作艙外航天服。(記者白瑞雪、孫彥新)

        編輯:朱鵬英】
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