雖然艙外服可重復(fù)利用,,但在本次“神七”飛行中,因?yàn)榉祷嘏撊莘e和重量受到限制,,艙外航天服將和軌道艙(氣閘艙)一起墜入大氣層燃燒消失,。
中國自主研制的艙外服名為“飛天”,這一名字也由胡錦濤在它的右臂上題詞,其左臂上則有國旗,。該航天服重達(dá)120公斤,,并非一開始就是可以穿卸的整件,而是在上天后由航天員從氣閘艙艙壁上的支架取下來一個(gè)服裝包,,再放在服裝架上進(jìn)行解包和檢查,,隨后進(jìn)行組裝。
“穿”上艙外服的過程也極為復(fù)雜:航天員先坐在艙外服背包門框上,,背包兩側(cè)是供氧部件,;隨后把下肢穿好,把服裝與液冷" title="液冷">液冷服連接,,讓兩個(gè)管子一進(jìn)一出,通過腰部的分集流器上下部分流,;最后把生理背心,、通信頭戴連接好,環(huán)境控電系統(tǒng)和測量部件都在背包內(nèi),。
雖然在“神七”任務(wù)中,,航天員太空行走時(shí)間定為半小時(shí),但這件硬結(jié)構(gòu)主要由鋁合金制成的艙外服,,將能保障航天員出艙4小時(shí),。
★釋疑
穿航天服就像鉆蠶蛹
穿艙外服很不簡單。這是記者在低壓艙訓(xùn)練中看到的一幕———兩名航天員從準(zhǔn)備間走進(jìn)實(shí)驗(yàn)艙,,純白和純藍(lán)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(jìn)蠶蛹一樣,,進(jìn)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(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,,把自己裹在了龐大的航天服中……
這個(gè)過程也就一兩分鐘,。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量心跳,、體溫的生理背心,,接下來是防靜電" title="防靜電">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(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。
胸甲
像是一個(gè)操控臺(tái),,包含安全帶以及電臍帶等保障系統(tǒng),。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" title="電控">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)開關(guān),,氣液控制臺(tái)里的閥門更是多達(dá)20多個(gè)。
★ 艙外航天服圖解
“飛天”艙外航天服檔案
重量:120公斤
顏色:白色
造價(jià):約3000萬元
組成:用料軟硬結(jié)合,,從上到下依次是頭盔,、上肢、軀干,、下肢,、壓力手套、靴子
適用: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
耐力:可支持4個(gè)小時(shí)艙外活動(dòng),,并可重復(fù)使用5次
上肢關(guān)節(jié)
巧妙地利用仿生結(jié)構(gòu),,使關(guān)節(jié)活動(dòng)更加自如。
腕鏡
手腕處裝有一面小鏡子,,航天員可以通過它隨時(shí)察看自己身上的各種開關(guān),。
背包
高1.3米,是航天服穿脫(進(jìn)出)口的密封門,,在背包殼體內(nèi)安裝艙外航天服生保設(shè)備,,背包殼體下端安裝有掛包、備用氧瓶等,。背包關(guān)閉通過拉緊鋼索和操作關(guān)閉手柄完成,。
頭盔
經(jīng)過科研攻關(guān),“飛天”航天服頭盔的視野比其他同類產(chǎn)品要大,。
攝像頭 頭盔還有攝像頭,,可拍攝航天員出艙操作,。
照明燈 兩側(cè)各一照明燈,可照亮服裝胸前部分,,方便航天員在陰暗面操作,。
報(bào)警指示燈 兩側(cè)有報(bào)警指示燈,一旦服裝出現(xiàn)泄露報(bào)警燈閃,。同時(shí)還有語言報(bào)警,。
面窗 其面窗4層,2層充壓結(jié)構(gòu),,2層之間充高純氮?dú)?,防結(jié)霧,外面是防護(hù)面窗,,外層是濾光面窗,,對(duì)太陽光折射率低,迎著光照面可拉下它,。
手套
為每位航天員量身定做,,看上去特別厚實(shí),有點(diǎn)像拳擊手套,。
外層 熱防護(hù)手套外層為纖維織物,有兩層氣密,,使用特殊隔熱橡膠材料,,能耐受高溫到100℃。
指尖 指尖部分,,只有一層氣密層,,保持觸覺。手指背部位內(nèi)有兩層真空屏蔽隔熱層" title="隔熱層">隔熱層,。
手心 在手心握物部位設(shè)置有凸粒狀橡膠,,主要為防滑。手套可握住25毫米的鉛筆粗細(xì)的東西,。
熱防護(hù)蓋片 在手背有可翻折的熱防護(hù)蓋片,,用于覆蓋手指部位,提高此部位的熱防護(hù)能力和保證手指的關(guān)節(jié)活動(dòng)性,。
手表
專門設(shè)計(jì)的航天手表,,材料適合航天特殊環(huán)境。
外觀 它比一般手表表盤大,,實(shí)現(xiàn)功能也比普通手表多,,上有三個(gè)小表盤,分別是小時(shí),、分鐘,、秒,。可以讀北京時(shí)間和飛行時(shí)間,,另外可以轉(zhuǎn)動(dòng)表盤記時(shí),。
用途 航天手表可讓航天員在漆黑的太空中,清楚地知道地球" title="地球">地球的晝夜之分,。保障航天員的生活規(guī)律與地球同步,,不至于打亂生物鐘。
衣料
航天服須真空屏蔽隔熱,,所用織物要多種織法結(jié)合起來才能達(dá)到強(qiáng)度要求,。
層次 航天服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(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、通過熱反射來實(shí)現(xiàn)隔熱的隔熱層,、最外面的外防護(hù)層,。軀干達(dá)到7層,最厚的是掛包有20層,。
??? ★ 對(duì)話
航天服就是一個(gè)微型載人飛行器
艙外航天服分系統(tǒng)主任劉向陽稱,,航天服工程與飛船類似
國產(chǎn)“飛天”艙外航天服將接受太空惡劣環(huán)境的考驗(yàn),航天員系統(tǒng)艙外航天服分系統(tǒng)主任劉向陽,,向本報(bào)記者講述了有關(guān)該航天服的一些細(xì)節(jié),。
四年制一服
新京報(bào):請問是什么時(shí)候開始研制航天服的?大概用了多長時(shí)間,?
劉向陽(以下簡稱劉):我們從2004年7月份開始進(jìn)入自研,,到今年7月份,整個(gè)飛天艙外航天服完成了所有的研制工作,。整個(gè)過程歷時(shí)大概四年多,。
新京報(bào):我們的航天服的主要功能是什么?
劉:首先,,它能保證航天員在太空,、真空和熱的情況下進(jìn)行正常的生存。從大的方面來講,,它實(shí)際上是一個(gè)小的載人的飛行器,。從工程來講,跟飛船是類似的,。
第二,,通過航天服的熱泵系統(tǒng)以及制冷系統(tǒng)提供給航天員一個(gè)溫度控制的環(huán)境。再一個(gè)就是面板顯示,,有利于處理整個(gè)數(shù)據(jù),。
最后,,通過無線通信保證跟母船信息溝通的暢通。
太陽粒子穿不透
新京報(bào):太空中的一些高速粒子怎么處理呢,?
劉:對(duì)于太空中有很強(qiáng)的穿透性的高濃度粒子,,我們主要通過早期的空間預(yù)報(bào)。就是在神七任務(wù)出艙階段對(duì)太空中可能產(chǎn)生的太陽粒子的數(shù)量,、強(qiáng)度等各種情況做一個(gè)預(yù)報(bào),。通過這種預(yù)報(bào)的形式要避免有高速太陽粒子時(shí)出艙。
作為服裝本身而言,,我們剛才說的反射層本身也有抵御高速粒子的強(qiáng)度,。此外還包括我們胸甲部分采用了鋁合金材料,對(duì)高溫也有一定的阻擋作用,。
新京報(bào):對(duì)于航天員的頭部有沒有什么特殊的保護(hù)措施,?
劉:嗯,我們的頭盔是特殊制造的,。比如大家看到頭盔面窗好像是透明的,,但是頭盔面長一共分成四層,有兩層是專門管壓力防護(hù)的,,還有一層就是壓力面窗外層的防護(hù)面窗,,為了防止意外的磕碰。最外面一層是鍍金的綠光面窗,,如果太陽出來的時(shí)候把它放下,,太陽光線就不會(huì)直接照到人眼睛上去。
穿航天服須準(zhǔn)備15小時(shí)
新京報(bào):航天服穿脫操作一次要多長時(shí)間,?
劉:穿脫衣服,如果簡單理解只需5分鐘,。但是嚴(yán)格按照出艙程序來說,,僅僅第一個(gè)組裝檢查和訓(xùn)練階段,就需要近15個(gè)小時(shí)左右,。這個(gè)時(shí)間是不可或缺的,。美國出艙的時(shí)候都要進(jìn)行15個(gè)小時(shí)。再加上出艙過閘段,,整個(gè)過程大概要20個(gè)小時(shí),。
新京報(bào):我們15.5個(gè)小時(shí)的準(zhǔn)備時(shí)間和國際上長度是怎么樣的?大家都是一樣的,?
劉:我們這個(gè)時(shí)間是參考俄羅斯的經(jīng)驗(yàn),。對(duì)于神七而言,發(fā)射任務(wù)只有3天左右的時(shí)間,,15小時(shí)就顯得比較長,。對(duì)于國際空間站而言,,因?yàn)殚L期在那兒,15小時(shí)在整個(gè)過程中不算太長的工作,,神七要特殊一些,。
★ 揭秘
研制團(tuán)隊(duì)年均不足30歲
2004年7月28日,中國決定以自研艙外服為主,,目標(biāo)是讓中國自己培養(yǎng)的航天員穿著自主研制的服裝出艙,。
艙外服的系統(tǒng)構(gòu)成頗為復(fù)雜,按照國外工程研制經(jīng)驗(yàn),,艙外服的研制周期是十年,。最短也要七八年。
艙內(nèi)服研制,,我國經(jīng)歷了十多年,,而在艙外服研制上,我國除了一部分“863”預(yù)研的成果,,再無其他,。
艙外航天服涉及學(xué)科多,中國航天員中心集中了國內(nèi)五六十個(gè)協(xié)作單位,,集智攻關(guān),,研制隊(duì)伍的平均年齡不足30歲。
研制難在哪里呢,?包括艙外服的環(huán)控生保系統(tǒng),、醫(yī)監(jiān)遙測系統(tǒng)、控制顯示分系統(tǒng),、氧瓶等,。
科研人員用4年時(shí)間攻關(guān),解決了一個(gè)個(gè)難題,,研制出了艙外航天服裝備,,經(jīng)過各項(xiàng)性能測試滿足神七任務(wù)要求。