重而不笨,贵如黄金:解码助力出舱的“飞天战袍”
2021-09-24李国利
文/李国利 占 康 黎 云
2021 年7 月4 日,神舟十二号航天员刘伯明、汤洪波从空间站天和核心舱节点舱成功出舱,身上穿着的我国自主研制的“飞天”舱外航天服在太空中格外醒目。120公斤重的舱外航天服,是航天员执行出舱活动的铠甲。它像一个人形飞船,充上一定的压力后,可保护航天员的生命安全,抵御外太空的高低温、强辐射等。
那么,这件比黄金还贵重的“飞天战袍”,是由什么做成的?又是怎么做出来的?记者来到航天员中心研发与总装测试部服装车间,走进一群制衣匠的世界。
头盔面窗:制作需要经过47道工序
舱外服上的头盔面窗,是航天员进行出舱活动时观察外界的窗口。
头盔面窗有多层,最里层为双层压力面窗,是整个头盔的承压密封结构,呈曲面型,直接关系到航天员的生命安全,必须做到绝对安全可靠。
“且不说它的承压材料要经过多少轮的选择、测试,光密封加缝合就耗时两个月,一共完成47 道工序。”中心研发与总装测试部副部长邓小伟说,就拿面窗除尘来说,先吹洗,再不间断擦拭两小时左右,直到肉眼看不到一丝灰尘。
“波纹袖”:既舒适又灵活
在太空,航天员穿着航天服后活动的操作主要靠上肢实现,所以制作时既要考虑活动的灵活性,还得考虑充压后的承力性。缝纫车间的王其芳用一双巧手,做出来的“波纹袖”充压后舒适度和灵活度都是一流的。
她以打结为例介绍说,因为结点是多条线的交错处,特别硬,就得用簪子扎孔、穿针,再用镊子把针拽出,光打结就有3 道工序,一套舱外航天服上肢有76 处孔需要打结,仅这个活就得干两三天。
必须用手工吗?能不能用设备替代呢?车间主任李杨说:“从目前的技术能力看,还真不行。没有任何一个机械比手更灵活。”
液冷服:全身上下铺线100米
航天员在舱外活动时会产生热量,需要穿上给身体降温的液冷服。
液冷服是由弹性材料制成的,全身上下全是细密的小孔,供42 根液冷管路线均匀穿过,每两孔间穿1 厘米的线,全身上下铺设100 米左右,就得穿20000 个孔,尤其是头部的蛇形分布线路,得穿出个太极图。
气密层:反复刷几遍胶
在真空中,人体血液中的氮气会变成气体,造成减压病,必须给航天服加压充气,否则就会因体内外的压差悬殊而造成生命危险。
因此,航天服的气密性要求极为严苛。车间的林波师傅介绍说,比如为舱外航天服气密层刷胶,也不是简单地刷,要观察温度和湿度、刷胶时间、薄厚度要适量均匀。
“刷完晾,晾完刷,要反复刷上几遍。”林波说。
金属“硬躯干”:不能有0.1毫米细微毛刺
舱外航天服有个金属结构的硬躯干,外形像是一个铠甲,背后挂有保障生命的通风供氧装置。李杨介绍说,光单机产品就有100来个,由30多个外协单位分别生产,最后从五湖四海聚集到舱外服系统集成总装车间装配。
金属“硬躯干”上有1000 多个米粒大的小孔和配套的各种不同规格的螺丝,组长岳跃庆带着组员们用镊子夹着酒精棉一点点仔细擦拭,再用放大镜检查是否彻底擦洗干净。
“一粒浮尘都有可能酿成大祸。”岳跃庆说。
碰到毛刺,岳跃庆就变身整形医生,要给金属表面做“磨皮”手术。多年来,岳跃庆练就了“好手功”。他说,哪怕是0.1毫米的细微毛刺,都能摸出来。
背包门:航天员“生命之门”必须密封严实
舱外服的背包门被称为航天员的“生命之门”。在太空环境下,背包门如果密封不严,将直接威胁航天员的生命。
岳跃庆介绍说,背包门的插销座有4 组、插销门有4组,插销座和插销门合上时要天衣无缝。
为此,他们用卡尺一点点地量,精度精确到几十微米。最终,他们用极精准的工艺手段使得开背包门省力一半多。此外,他们还凭着毅力和巧劲,硬是把口径只有几毫米的不锈钢小孔打磨得跟镜面一样光滑。