中國空間站航天員出艙,身穿的上萬元衣服,為何無法帶回地球?

資訊     2021年07月04日

我國3名航天員,目前正在進行我國空間站首次出艙活動,其中航天員劉伯明、湯洪波均已出艙,航天員聶海勝在艙內操作機械臂,與艙外航天員相互配合。#中國空間站航天員首次出艙#

雖然出艙只是從空間站內部,走到空間站外部,但行走的每一步都非常不容易。

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出艙

在宇宙大片之中,我們會看到超能力者們在艙門前換好衣服,然後就直接出艙。

但實際上,這種操作方法非常危險。首先是因為艙外環境是真空,而艙內則有大量的氣體,如果直接從艙內進入到艙外,不僅會造成艙內空氣流失,還會導致航天員因壓力差過大而患有減壓症。

航天員在出艙之前,一般會先進入到氣閘艙,氣閘艙會逐步減壓到真空環境,之後航天員就可以從氣閘艙直接進入艙外活動,

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其次,真空環境對人類非常危險。如果沒有任何準備就進入到真空環境,無異是送命。航天員想要進入到真空環境,必須要穿上特製的服裝,它就是艙外航天服。值得注意的是,國際上能夠獨立製作艙外航天服的國家並不多,目前只有3個國家擁有獨立製作艙外航天服的技術,我國就是其中之一。

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我國的天舟二號貨運飛船上,攜帶了兩套艙外活動服,現如今我國空間站能同時滿足兩位航天員出艙需求。艙外航天服一共有六層組成,從內到外分別是:舒適層、備份氣密層、主氣密層、限制層、隔熱層、外防護層,重達100公斤左右,衣服四肢裝有調節帶,能夠自由調節上下臂以及下肢的長度,滿足1.60~1.80米的航天員穿著需求。

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艙外航天服其實就是「穿在身上的小型飛船」,它可以為航天員提供3方面的保護,其一是保護航天員在真空、高輻射環境下的生命安全;其二是生命維持系統,為航天員提供適宜生存的氣體環境、溫度和壓強等;第三是可以保證航天員穿著航天服時,運動自如。

前兩點要保證的是航天員的生命安全,而第三點則保證的是航天員能夠在艙外活動不受限,而要做到這一點其實非常不容易,要知道,許多國家的艙外航天服穿起來很笨重,操作靈敏性較低,所以世界各國都在研究輕便型艙外航天服,以提升靈活性。

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我國艙外航天服採用了整體擬人形態半硬式密封結構,軀幹是硬的,而四肢則是軟式結構,關節也經過特殊設計,加了可以轉動的軸承,能夠保證其靈活性,達到了「重而不笨」的要求。

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之所以要對艙外航天服的靈活性要求如此之高,主要是因為在艙外活動時,航天員並不是「行走」,而是用上肢的力量「爬行」,因為艙外沒有重力,也沒有可供行走的地方,人們只能依靠上肢的力量進行爬行,如果關節靈活性不高,必然會加重消耗航天員的體力,以及降低航天員的舒適性。

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我國空間站艙外有機械臂,機械臂的其中一個作用就是輔助航天員出艙活動。也能夠減輕航天員在出艙時的能量消耗等,大大提高了在艙外工作的效率。

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中國空間站航天員出艙,身穿的上萬元衣服,為何無法帶回地球?

相比於我國原來的艙外航天服,此次艙外航天服支持出艙活動時間變長了,以前只能在外面待4小時左右,而現如今可以待7-8個小時,能夠連續在艙外工作,減少航天員的出艙次數。

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擁有如此多功能的艙外航天服造價自然也不便宜,專家曾經介紹,一件艙外航天服費用高達3000萬人民幣。儘管艙外航天服的造價非常高,但它大機率不會被帶回地球了,原因是返回艙空間和重量有限,為了保證航天員順利返回地球,航天員一般會身穿艙內航天服,艙外航天服則會隨著飛船其他部分墜入大氣層燒毀,比如:神舟七號的艙外航天服。

但是我國空間站是一個長期項目,這兩套艙外航天服雖然大機率不會回到地球了,但也會留在我國空間站里,供神舟十三號以及神舟十三號之後的航天員們使用。

艙外活動內容

現如今正是我國空間站的建設階段,神舟十二號3名航天員的主要工作之一就是安裝和調試各種設備,其中既包括艙內科學設備的安裝和調試,也包括艙外設備。此次出艙活動主要是安裝機械臂的上臂支架,以及抬升艙外全景攝像機的位置等工作。

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在未來,出艙活動將不僅僅只是設備的安裝和調試,以及維修工作等,還有非常重要的工作是:科學實驗。

目前我國第三批航天員中,就有不少是科學家出身,等到第三批航天員訓練結束,具備航天飛行能力,以及能夠執行我國空間站任務時,我國空間站的艙內和艙外科學實驗也將會大規模開展。

其實,艙外行走只是我國空間站任務中的其中之一,我國3名航天員還將會繼續在我國空間站完成多項挑戰。預祝他們一切順利!