中國艙內(nèi)航天服 新華社發(fā)(資料圖片)
關(guān)鍵所在面料已經(jīng)研制成功，要成型仍需更多的技術(shù)突破。
日前，我國“神舟七號(hào)”成功開發(fā)出航天員艙外服面料。據(jù)介紹，該面料采用高級(jí)混合纖維制造而成，經(jīng)權(quán)威機(jī)構(gòu)檢測，該面料具有高強(qiáng)度、耐高溫、抗撞擊、防輻射等特性，可滿足宇航員出艙要求。目前，首批300平方米宇航員艙外服面料正在生產(chǎn)之中。據(jù)悉，“神舟七號(hào)”計(jì)劃在2008年發(fā)射，屆時(shí)，中國的航天員將身穿國產(chǎn)的艙外航天服首次實(shí)現(xiàn)太空行走。
“神七”航天服相當(dāng)于一個(gè)小型飛行器
“‘神舟七號(hào)’的航天服與現(xiàn)在大家看到的航天服將有很大的區(qū)別。”著名航天領(lǐng)域?qū)＜引嬛圃诮邮鼙緢?bào)記者采訪時(shí)介紹說。“航天員艙外服面料為今后國產(chǎn)艙外航天服的研制打下了基礎(chǔ)。”
2008年，我國將進(jìn)行“神七”發(fā)射，它與“神五”、“神六”最大的不同是不僅人數(shù)要上升到3人，更重要的是要首次進(jìn)行太空行走，每名宇航員可能都會(huì)被要求在“戶外”行走幾十分鐘。
據(jù)專家介紹，航天員所穿的航天服按照功能可分為艙內(nèi)用航天服和艙外用航天服。艙內(nèi)航天服也稱應(yīng)急航天服，當(dāng)載人航天器座艙發(fā)生泄漏，壓力突然降低時(shí)，航天員及時(shí)穿上它，接通艙內(nèi)與之配套的供氧、供氣系統(tǒng)，服裝內(nèi)就會(huì)立即充壓供氣，并能提供一定的溫度保障和通信功能。航天員一般在航天器上升、變軌、降落等易發(fā)生事故的階段穿上艙內(nèi)航天服，而在正常飛行中則不需要穿著。
“楊利偉、費(fèi)俊龍和聶海勝所穿的就是艙內(nèi)用航天服。”龐之浩說，“而由于神舟七號(hào)要實(shí)現(xiàn)太空行走，執(zhí)行艙外任務(wù)的航天員所穿的艙內(nèi)用航天服將接受更大的考驗(yàn)，所以在研制上需要實(shí)現(xiàn)更多的技術(shù)突破。”
據(jù)專家介紹，艙外航天服是保證航天員安全、有效完成出艙活動(dòng)的重要手段。其基本功能是保護(hù)航天員不受宇宙空間惡劣環(huán)境的影響，并為航天員個(gè)體提供賴以生存的微環(huán)境。隨著載人航天科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，航天員出艙活動(dòng)越來越頻繁，出艙活動(dòng)的時(shí)間也越來越長，對(duì)艙外航天服的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。
龐之浩還透露，“我國的艙外航天服將采取有保險(xiǎn)繩的設(shè)計(jì)方式。這樣可以既滿足與飛船和地面保持通訊聯(lián)系，也可以為艙外活動(dòng)的航天員提供氧氣、食物，同時(shí)排泄掉廢物。”
艙外航天服材料很關(guān)鍵
專家認(rèn)為，艙外宇航服外層防護(hù)材料是其成型的關(guān)鍵所在，它應(yīng)具備艙內(nèi)服所不具備的防輻射、防紫外線、抗驟冷、驟熱等功能。因?yàn)槌雠摰暮教靻T可能會(huì)遇到向著太陽的一面是200多攝氏度高溫、背著太陽的一面是零下攝氏度的低溫。這種驟冷、驟熱的變化必須要使用特殊的材料及防護(hù)層。
本次，我國自主設(shè)計(jì)的艙外航天服能使宇航員免受太空微流星體撞傷，并能過濾一定程度的輻射。
不但隔熱要好，還要能散熱
為了應(yīng)付極端變化的溫度，大多數(shù)航天服都會(huì)用許多層纖維去隔熱，并再用能夠反射光的布料覆蓋著最外層。在呼吸作用中，每個(gè)人都會(huì)產(chǎn)生熱，因此每當(dāng)宇航員在進(jìn)行工作時(shí)都會(huì)產(chǎn)生大量的熱。如果這些熱不除去，皮膚便會(huì)產(chǎn)生大量汗水并覆蓋著頭盔，宇航員會(huì)因此嚴(yán)重地脫水。
航天服里有風(fēng)扇或水冷式的布料去除過量的熱。還有一件由一系列的尼龍及彈性人造纖維并由膠管交織成的“長內(nèi)衣”。由航天服背部或經(jīng)由管道從太空穿梭機(jī)中送出的冷水會(huì)流過這些膠管除去宇航員制造的過量的熱。
通訊傳遞系統(tǒng)不可少
航天服上有個(gè)纖維罩，包含了免提裝置的通訊用的麥克風(fēng)及喇叭，配合宇航服中的傳輸器及接收器，可以使宇航員與地面控制中心及其他的宇航員通話。
自主動(dòng)力系統(tǒng)要求高
它還能產(chǎn)生助力，使宇航員在太空穿梭機(jī)外能自由行走。在這一方面，美國的宇航服做的最好。他們的艙外宇航服有以氣體推動(dòng)的操縱桿裝置，每當(dāng)宇航員要向某方向移動(dòng)時(shí)，相應(yīng)位置便會(huì)噴出氣體，使宇航員移動(dòng)。這裝置提供的最高速度為每秒三米。
輸送養(yǎng)料排泄廢物
每次太空漫步都會(huì)維持很長時(shí)間，而身體會(huì)不斷制造尿液，如果走進(jìn)太空穿梭機(jī)中的洗手間，會(huì)把太多時(shí)間浪費(fèi)在平衡太空穿梭機(jī)與航天服的壓力程序中。因此航天員都會(huì)穿上一塊吸收尿液及排泄物的布。當(dāng)工作完成后，這塊布便會(huì)被棄掉。
航天員需要的食水被放在一個(gè)膠袋中。膠袋可容納1.9公升的食水，由航天員嘴邊的一條小管及飲管連接。膠袋有一個(gè)可放置殼類食物棒的長孔供正在進(jìn)行太空漫步的宇航員進(jìn)食。
每個(gè)人都會(huì)呼出二氧化碳，航天員也不例外。在航天服這個(gè)密封的空間中，如不除去二氧化碳，那它的濃度會(huì)上升至危險(xiǎn)程度，令宇航員死亡。空氣首先會(huì)進(jìn)入一個(gè)裝有木炭的盒子除去臭氣，接著便會(huì)進(jìn)入過濾二氧化碳的部分，隨后，經(jīng)過一個(gè)風(fēng)扇，在純化器被除去水蒸氣后再回到水冷系統(tǒng)。空氣的氣溫維持在12.8攝氏度，航天服上的轉(zhuǎn)換裝置可提供長達(dá)7小時(shí)的氧氣供應(yīng)及二氧化碳的去除。
◆延伸閱讀
俄美艙外宇航服大比拼
現(xiàn)在國際上只有美國和俄羅斯有可出艙的宇航服。
俄羅斯的宇航服呈半軟半硬狀態(tài)，除了胳膊和腿部為軟材料制造外，其余部分全部為金屬材料。上下連成一體。穿著時(shí)，宇航員須從宇航服后背部位的開口處鉆到衣服里，然后，再用開口處的鉸鏈將宇航服的后背部位合攏。
美國宇航服由軟材料制造而成，分為衣服和褲子兩部分，宇航員須分別穿好“衣”、“褲”，然后再用連接器將“衣”、“褲”連成一體。
俄美宇航服按照不同的設(shè)計(jì)要求，可分別使宇航服內(nèi)保持0.4和0.28個(gè)大氣壓。由于美國宇航服內(nèi)的氣壓較小，因此在太空行走時(shí)這種衣服的彎曲、伸縮性能更佳。但是，在0.28個(gè)大氣壓的環(huán)境里，宇航服各部件和宇航員身體所散發(fā)出的氣息會(huì)使密閉宇航服內(nèi)產(chǎn)生較濃烈的異味。因此在穿著美式宇航服前后，宇航員須用較多的時(shí)間來清除宇航服內(nèi)的異味和使宇航服內(nèi)的氣壓恢復(fù)到0.28個(gè)大氣壓。
俄美宇航服表面的一些裝置也存在著差異。美國宇航服上裝有微型航天發(fā)動(dòng)機(jī)，宇航員可靈活地開啟發(fā)動(dòng)機(jī)，在空間站或飛船附近短距離地移動(dòng)。俄式宇航服上沒有這種裝置，因而其總重量比美式宇航服輕。穿俄式宇航服的宇航員在太空行走之前，須在衣服上固定安裝一條一端與航天器相連的保險(xiǎn)繩，以免在太空行走時(shí)意外飄飛到茫茫宇宙中。（記者 陳永杰）
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