解密中美俄三国航天服

　　无此装备安得出舱

　　概念篇

　　所谓的“太空行走”，实际上是航天员出舱活动，太空实则无路可走；且要求航天员的上肢必须很有力，因为太空行走不是真正的走，而主要是用手。

　　硬件篇

　　气闸舱：太空行走的门户

　　重要星：★★★★★

　　凡有执行出舱活动任务的载人航天器，必须设置气闸舱。气闸舱是一种特设的专用小舱室，可供两名航天员同时在里面穿、脱航天服。“神七”的轨道舱中正是比“神六”多设计了这样一个“夹层”。

　　气闸舱的主要特点是有内、外两扇门，内闸门与座舱相通，外闸门与太空相通。航天员在出舱前，先在外闸门关闭的情况下打开内闸门。等进入气闸舱，穿好航天服后，再关闭内闸门，以防止座舱中的空气外泄。

　　气闸舱必须具有良好的减压与增压功能，压力变化速度必须与人体生理功能相适应。

　　舱外航天服：微型载人航天器

　　重要星：★★★★★

　　舱外航天服比舱内航天服设计与功能都要更为复杂，前者俨然是个小卫星，它具备独立的运作系统，保证航天员离开太空船也能有气、液、电的供给，以维持生存、工作和通讯需要。

　　舱外服的外层防护材料具备防辐射、防紫外线、抗骤冷、抗骤热等功能。我国自主设计的舱外航天服“飞天号”可以在－120℃至120℃温度范围内具有足够的柔韧性，又具有耐太空辐射和宇宙漂浮颗粒物等侵害的特殊性能。据悉，“飞天号”每套总重量约120公斤，造价3000万元人民币左右。此次一同出战的除了一套“飞天号”，还有从俄罗斯进口的“海鹰号”。

　　笨重的舱外服上天前是折叠压紧并打包放好在轨道舱里的。上天后，宇航员要把舱外服解开，并做一些简单的组装。组装完成之后还要进行包括密封性能在内的各种检测。

　　地面测控不仅要控制飞船，也要能测控航天服，地面指挥中心要随时知道航天员的身体情况和环境参数，对航天服发出指令。

　　工具篇

　　安全带和限制器：维系宇航员的生命线

　　重要星：★★★★

　　安全绳索的作用大致有二：在早年或初期太空行走时，一般还没有准备好背包式环控生保系统，要用一根由多条管道组成的“脐带”，从母航天器中伸出，连接到航天服上，由母航天器通过“脐带”向航天服输送氧气、压力、冷却水和电力，就像腹中胎儿以脐带与母体相连来维持生命一样；另一个用处则相当于登山运动员的安全绳索，一旦有意外状况发生，留守气闸舱的宇航员必须将出舱的队友“扯”回。

　　太空工具：完成太空任务的利器

　　重要星：★★★★

　　太空工具可辅助航天员完成太空行走中的各项任务。以曾经出舱维修“发现号”的美国宇航员所带工具包为例，该工具包内装有手提式红外摄像机，用于扫描隔热瓦，以便发现裂缝；手提式温度传感器，用于测量机翼和修补材料的温度；以及用特殊材质制成的泥铲、刮刀与填缝枪等。

　　载人机动装置：迈出太空的又一步

　　重要星：★★★

　　安全带的长度有限，一般在十几米，太长容易发生扭曲、打结甚至断裂，所以使用安全带的航天员，只能在母航天器附近活动；而载人机动装置能携带相当量的高压氮气，可以让航天员到达距离航天器百米远的地方活动。除了“太空摩托艇”外，还有“飞行座椅”（见图）。

　　实战篇

　　人员部署：三人同行配置最优

　　通常，空间站应在有三名航天员的情况下才能进行太空行走，其中两名航天员同时进入气闸舱以便相互照应，另一名航天员留在空间站内，负责操纵和监测系统，并检查在太空行走的航天员情况，以便出现安全问题时，及时采取救护措施，帮助他们返回空间站。

　　出舱准备：吸氧排氮按部就班

　　位于轨道舱中的两名宇航员互相协助穿好航天服，在换衣检测完毕后，先操作泄压，然后打开舱门。但最终"走"出舱门的却只是其中一人，因为另外一人必须留守在舱内，协助队友出舱、入舱。若有突发情况，留守者还要通过安全绳将出舱队友拽回来。

　　出舱前，航天员必须在气闸舱内完成吸入纯氧，呼出氮气的程序，即将体内的氮气排除，目的是预防减压病。

　　航天员出舱一次准备工作时间很长，包括穿航天服、检查、吸氧等准备工作一般就要两三个小时。

　　出舱"飞天"：饮水进食排泄不愁

　　宇航员准备工作就绪后，将身着国产舱外航天服"飞天号"并携带电脐带出舱活动。

　　为了方便航天员的行动，航天器的里外都安装了一些扶手，航天员用可手握住一个一个扶手来回移动身体。抵达目的地取回固体润滑材料试验样品后返回。

　　航天员在太空行走的过程中速度和飞船是一致的，也是每秒七八公里。

　　航天员出舱时间如果比较长，航天服内还配备了饮水、进食、甚至小型排泄系统。航天员回到气闸舱后，可将航天服里的排泄系统取出，倒入专门收集粪便的收集容器里。当一次性的气闸舱能量耗尽时，排泄物将随着气闸舱一同坠入地球大气层烧毁。

　　安全回舱：关门复压任务完成

　　航天员回到轨道舱后，关闭舱门。回舱后，首先进行舱外航天服漏检，检漏没有发现异常问题后，轨道舱开始复压，舱外航天服则开始增压，待到轨道舱与舱外航天服压力平衡后，航天员这时才能脱掉舱外航天服。

　　航天员从舱外回到轨道舱后，用于恢复舱内的气压是5个复压气瓶--泄复压技术是"神七"研制人员攻关的关键技术。

　　舱内服

　　舱内航天服是供航天员在飞船上升下降时穿着，主要功能有供压充气、稳定温度以及通讯等。

　　我国自主研制的舱内航天服由3部分组成：

　　散温层：与内衣裤连接在一起，通过管道将气流送往头部、四肢躯干，经排气出口排出，带走人体产生的热量；气密层：由涂有丁基或氯丁橡胶的棉纶织物制成，有良好的气密性，防止服装加压后气体泄露；

　　限制层：由耐高温、抗磨损材料制成，保护服装内层结构，并使航天服按预定形态膨胀，保证穿着舒适合体。

　　舱外航天服

　　头盔

　　头盔壳用高强度聚碳酸酯制成，有减震、隔热、消声、通风和供氧的功能；面窗有过滤紫外线的作用，以保护眼睛。

　　服装

　　服装由多层组成。最里面的一层是液冷服，用于带走身体发出的多余热量；第二层是加压服，有3层：内层用有通风管的尼龙制成，中层与外层之间充气，外层用涂氯丁橡胶的尼龙制成，以维持服装内的气体压力；第三层是限制服，其作用是限制加压服向外膨胀；第四层是防热服，也有多层；

　　最外层是服装外套，由涂铝薄膜制成，除防热外，还起着防磨损、防燃烧、防微流星和空间碎片的作用。

　　手套

　　通过有全密性的腕圈与服装连接。手套按航天员手的大小定制。手指部分有波纹结构，便于操作，同时要求保证航天员触觉敏感。

　　太空背包

　　内装环控生保系统，与舱外航天服一起，实际上构成一个微型载人航天器，保证航天员能在开放的太空中生存与执行任务。

　　环控生保系统由供氧装置、空气再生系统、温度控制系统、监测系统和无线电通信系统等组成，其功能是向航天服内输送氧气和冷却水，维持航天服内的压力和温度，实施通风、散热，以及为航天员提供与载人航天器或地面之间的通信。

　　靴子

　　靴子有加压靴和外套靴两层。

　　（以此次与国产舱外航天服"飞天号"一同执行任务的俄罗斯航天服"海鹰号"为例解构舱外航天服。）

　　科普小剧场

　　美俄航天服之对比

　　1、穿着方式：俄罗斯的舱外航天服是后开门式，或称背部穿/脱结构；航天员从航天服背部的一个铰链门进入航天服。我国国产舱外航天服的穿着方式与俄罗斯航天服相似

　　美国的舱外航天服是分体式，或称腰部穿/脱结构。航天员穿它时从腰环进入，先穿下躯干，然后穿上躯干，通常需要别人帮助。

　　2、舒适度：美国航天员在穿过俄罗斯的出舱活动航天服以后，评价说比较喜欢俄罗斯航天服容易穿脱,在自然姿势下，穿俄罗斯的航天服感到比较舒适，但在工作和用力的时候就感到不太舒服。美国服装在腰部有一个轴承，因此上身左右转动很是方便。

　　3、技术细节：俄罗斯的航天手套在腕关节的设计上优于美国；头盔面窗的可见性方面，俄罗斯头盔在向下看时优于美国制品，但向上看和侧看都不如美国制品。

　　4、维修护理：据介绍俄罗斯航天服上多种设备可以打开维修，而美国航天服一旦出故障则需弃用，一般每半年要拿到地面保养一次。美俄航天服造价大约都是1200万美元。