太空时装秀

杨勇

漫步太空是一件令人无比神往的事情，但是太空中危机四伏，真空、高温、低温、辐射和微流星等环境因素，随时都会给航天员的身体带来危害。为了保障航天员的生命安全，科学家为他们研制了个人防护系统——航天服。

根据使用的场景不同，航天服可以分为舱内航天服和舱外航天服两大类。中国航天员所穿的这两种航天服都是我国自主研制的。

生命的最后防线——舱内航天服

舱内航天服，顾名思义，就是在飞船发射段、返回段、交会对接段和轨道段变轨过程中，航天员在舱内所穿的航天服。

我国的舱内航天服是全软式结构，针对航天员的人体尺寸分型设计，以保证航天服的适体性，航天员可以根据自己的体型选择适合自己的型号。航天服整体呈乳白色，四肢镶有天蓝色边线。整套衣服重约10千克，由服装、头盔、手套、航天靴以及应急供氧和通风管路等组成。航天服内的压力、温度和湿度，可以通过转动航天服胸前的一个圆形装置来调节。

航天员戴的头盔，盔壳由聚碳酸酯制成，能隔音、隔热和防碰撞，面罩经过特别设计，不会有水汽在上面凝结。手套与航天服相配套，充气加压后具有良好的活动性能和保暖性能。

从结构上看，舱内航天服的服装分为3层：一是由耐高温、抗磨损材料制成的限制层，二是用涂有丁基或氯丁橡胶的锦纶织物制成的气密层，三是通过气流调节航天服内部温度的散温层。

舱内航天服利用飞船上的设备，通过脐带模式实现供氧、通风和通信。在正常情况下，舱内航天服的通风散热，由飞船的通风系统与舱内压力服通风系统共同维持，以保证航天员的热舒适需求。

当飞船发生空气泄漏时，舱内航天服通过飞船供氧系统供氧，可以在6小时内为航天员提供氧气，并保持气压，成为保障航天员生命安全的最后防线。如果飞船的返回舱溅落水上，舱内航天服还具备抗浸作用。

穿在身上的“飞船”—— 舱外航天服

航天员进入太空后，不可能总是待在密封的座舱中，如果想离开座舱进行太空行走，那就要穿舱外航天服。与舱内航天服相比，舱外航天服结构更为复杂，除了能保持气压和供氧以外，它还能防高温、防低温、防太阳辐射，并且有连接其他装具的接口。所以说，舱外航天服具备密封座舱的全部功能，简直就是一艘穿在身上的“飞船”。

中国自主研制的舱外航天服名叫“飞天”，它通体纯白，镶有几条红色边线。2008年9月27日，航天员翟志刚穿着它进行了中国第一次太空行走。当时的“飞天”质量为120千克，高2米，配有1.3米高的生命保障系统背包，可支持至少4小时的舱外活动。

目前，我国航天员所穿的舱外航天服属于轨道基舱外航天服，也就是舱外航天服进入太空后不再返回地面。翟志刚所穿的舱外航天服，在航天员返回地球时，被留在了神舟七号的轨道服务舱中，后来随着服务舱坠入大气层烧毁了，只有它的手套作为纪念品带回了地 球。

随着神州十二号发射成功，航天员刘伯明和汤洪波将身穿“飞天”舱外航天服，在天和空间站外进行中国第二次太空行走。由于航天员要进行长时间的舱外操作，对舱外航天服的性能提出了更高的要求，因此，这次所用的舱外航天服在原有的基础上，进行了3个方面的重要改进：一是改变了结构布局设计，二是提高了服装的寿命，三是提高了人服能力。与第一代舱外航天服相比，新型舱外航天服具有使用时间更长、更安全可靠、更机动灵活以及测试和维修更方便等特点。

“飞天”舱外航天服由头盔、服装、手套和航天靴等组成。“飞天”舱外航天服的头盔具有强度大、抗沖击能力强等特点。其头盔上装有摄像头，可拍摄航天员出舱后的所有操作;头盔两侧各有1个照明灯，可照亮服装胸前部分，方便航天员在阴暗面操作。如果舱外航天服出现泄漏，头盔上的报警指示灯会闪烁，同时伴有语音报警。

“飞天”舱外航天服头盔的视野比国外的同类产品要大，它的面窗分为4层：最里面两层为充压结构，两层之间充有高纯的氮气;充压结构的外面是防护面窗，主要用于防止碰撞给航天员带来伤害;最外层是镀金的滤光面窗，可以防止太阳光线直接照射航天员的眼睛。在出舱前，头盔面窗的内部要喷上防雾剂，以防止航天员呼出的水汽凝结在面窗内部影响视线。

舱外航天服最复杂的部分是服装，它由多层组成。其最里层是衬里和尿液收集装置;衬里外是用于散热的液冷通风层;液冷通风层外面是用于产生一定压力的加压气密层;然后是限制加压气密层向外膨胀的限制层;限制层外面是对付舱外温差变化的隔热层;最外面是保护层，它由多种纤维复合织物制成，具有良好的柔软性，不仅耐穿透、耐磨损、耐高温、耐燃烧、耐腐蚀，而且还有防辐射的功能，另外，这一层上还有连接其他装具的接口。

“飞天”舱外航天服采用半硬式密封结构，它的躯干是硬式结构，四肢是软式结构。躯干外壳由铝合金制成，壁厚仅1.5毫米。舱外航天服的背后设有铰链门式穿脱机构，安装有生命保障设备的背包也是航天员进出舱外航天服的密封门。航天员可以像打开冰箱门一样打开舱外航天服的背包，然后从那里钻进舱外航天服，整个过程只需要3分钟。

重而不笨、行动灵活是“飞天”舱外航天服的一大特点。它巧妙地利用了仿生结构，使关节活动更自如。其上下肢的所有关节处使用了气密轴承，使航天员的手脚可随意活动，又能严格保证气密性。

整个舱外航天服最薄的部分是手套，其指尖部分只有1层气密层，以保持触觉，手指其余部位内有2层真空屏蔽隔热层。手套的手背处装有可以翻折的热防护盖片，它不仅能提高手指的热防护能力，还能保证手指关节的活动性。在手套的握物部位设置有防滑的凸粒状橡胶。

由于太空是失重环境，航天员在进行太空行走时，双脚基本派不上什么用场，所以舱外航天服的靴子比较简单，它由压力靴和舱外热防护套靴组成。

如果太空行走时间较长，舱外航天服内还装有饮水袋，供航天员饮用。在饮水管的旁边还有一个放置食物棒的长孔，航天员只要一伸嘴即可吃到美味可口的棒状食品。

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