中国的航天服是自主研发的吗?

从里到外分为6层。

实地观察:如果忽略隐藏在航天服里的各种“器官”,“天妃”就很像一件厚重的特大号羽绒服。衣服都是白色的,躯干像盔甲,四肢像面包。从上到下依次是头盔、上肢、躯干、下肢、压力手套、靴子,背上还有一个1.30米的大背包。

那么,舱外航天服的内部结构是怎样的呢?

专家解释:舱外服从内到外分为六层:由经过特殊抗静电处理的棉布编织而成的舒适层、由橡胶制成的备份气密层、由复合材料接头结构制成的主气密层、由聚酯织物制成的限制层、通过热反射实现隔热的隔热层、最外面的外保护层。外层防护材料能承受正负100摄氏度的温差,是国内最贵的服装面料。

服装的上肢(袖子)和下肢(裤腿)长度可以根据每个航天员的长度进行调整。通过调整尺寸,一套服装可以适用于不同身材的航天员,身高1.60m-1.80m的任何人都可以穿。

记者感受:舱外航天服躯干的设计厚度为1.5mm,相当于两根头发。既要保证一定的强度和刚度,又要尽可能减轻重量,还要能承受一定程度的磨损,这对材料和工艺的要求超乎想象。难怪整套衣服造价达到3000万元左右!

新华社发的中国宇航服。

舱内和舱外的衣服完全不同。

现场观察:各种仪表分布在电气控制台、气液控制台、气液组合插座、应急供氧管、电气脐带等。20多种阀门集成在一个只有中文字典大小的控制台上,每一个阀门都是一个更精致的开关集合。在记者看来,这相当于把飞船的整个控制台搬到了宇航员身上。别说精准操作,就是记住他们的位置都难。

然后,都是宇航服。舱外航天服和室内航天服有什么区别?

专家释疑:舱内航天服只保证压力,舱外航天服要兼顾一切。飞船内的大部分功能都要在舱外航天服中实现。总的来说,舱外航天服为航天员提供了三个保障。一是辐射、真空、微流尘等环境的防护;二是生命支持,即维持适合人类生存的气体和温湿度环境;第三,良好的功效保障,保证航天员在穿着舱外航天服的同时,能够进行维护设备等太空操作。可以说,舱外航天服是“穿在身上的飞船”。

记者的感受:国际上研制航天器的周期通常是7-10年,但中国的舱外空间却用了4年时间才投入使用。这是中国航天员创造的奇迹,也是神舟七号飞船上最大的亮点。

手套的柔韧性是世界一流的。

实地观察:舱外航天服手套又肥又厚。把除了拇指以外的四个手指缝在一起,有点像拳击手套。手掌和手指内部布满了密密麻麻的灰色橡胶疙瘩,就像常见的防滑垫一样。

那么,戴着这么厚的手套,还能从事精细操作吗?

专家释疑:虽然宇航服是批量生产的,但手套是用国际先进的“三维数字扫描”技术为每位航天员量身定制的,既安全又灵活。穿着它,宇航员可以轻松握住直径为25毫米的物体,并拿起一个水杯。掌握处凸起的颗粒橡胶是为了隔热防滑而设计的。

记者的感受:出舱活动主要靠手操作和“行走”。手套既要柔韧,又要有相当的厚度,才能保证气密性和隔热性,这在材料和工艺上几乎是矛盾的。我们的研究人员经过无数次的实验,终于生产出了世界一流的具有弹性的手套。

仿生结构可以自由移动

现场观察:舱外航天服重量为120kg,最大重量可达2m。庞大的身躯和反光面罩,用一位香港明星评论宇航服的话来说,“看起来很科幻”。

在失重的太空中,舱外航天服的重量不会困扰宇航员。但是,加压充气后,宇航员会变成行动困难的“巨无霸”吗?

专家解释:重而不笨,行动灵活,是我国舱外航天服的一大特点。设计者已经在上肢的肩、肘、腕、下肢的膝、踝等关节处使用了气密轴承。在轴承的作用下,航天员的手脚可以随意转动,同时严格保证气密性。研究人员还巧妙地利用仿生结构,使关节运动更加舒适。

舱外航天服电子控制系统的显示器也更便于查看。采用国际最先进的有机发光二极管技术,全部采用数字信号处理,更多彩、更大、更薄、更节能、更耐高低温。

记者感受:“天妃”是我国第一代舱外航天服。就单个设备而言,功能不一定强大,但在系统集成上有优势。就完成当前任务的能力而言,这套衣服已经接近国际水平。

穿衣其实就是“坐”进宇航服。

现场观察:在低压训练舱内,记者目睹了航天员穿上航天服的过程——在工作人员的帮助下,两名航天员小心翼翼地将双腿伸进航天服的下肢,将臀部放在航天服的背包边缘,然后关上背包门,像一只钻进蚕蛹的虫子一样,将自己包裹在巨大的航天服里...整个动作与其说是在“穿”宇航服,不如说是在“穿”。

那么,穿一次舱外航天服需要多长时间?

专家释疑:在地面上,穿上航天服的过程只有几分钟。但在此之前需要大量的时间准备:穿上内衣后,航天员要先穿上可以测量心跳和体温的生理背心,再穿上防静电的连体内衣,然后用可以散热的紧身液冷服把人从头到脚包裹起来,再穿上通讯设备,最后穿上舱外航天服。在天上,这个过程更复杂。从准备穿衣到完全穿衣需要15小时。

记者的感受:航天员身体要求高是因为地面上的一个小动作在天上很辛苦。如果国际空间站维护飞船的宇航员参加奥运会,拿全能冠军估计没问题。

舱外服务将留在太空中。

现场观察:飞船发射前,舱外航天服打包固定在轨道舱壁上。这不是简单的“打包”——为了牢牢固定航天服,使其不受上升段超重超载的力学环境影响,工作人员使用了钢丝、绳索、螺丝等多种方法,可谓“用花捆绑”。

那么,完成出舱任务后,如何再次“包装”出舱服务?它是随返回舱返回地面的吗?

专家释疑:解封舱外航天服确实很复杂。“舱外服务拆包”项目分为21个操作单元,其中“舱外服务拆包”包含12个大步骤,每个步骤又分为几十个动作。宇航员需要钳子、扳手和其他工具来打开他们的衣服。所以出舱任务完成后“打包”是非常困难的。由于尺寸和重量的限制,我们的舱外航天服这次不会随飞船返回,而是留在轨道舱里,以后随着轨道舱的坠落而被烧毁。