“飞天”舱外航天服是怎么做成的
2022-01-20李国利占康黎云
李国利 占康 黎云
2021年11月8日,神舟十三号航天员翟志刚、王亚平安全返回天和核心舱,出舱活动取得圆满成功。他们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?让我们到航天员中心研发与总装测试部服装车间一探究竟。
航天服:重而不笨
舱外航天服是航天员生命安全的保障。生命安全无小事,体现在工艺上就是复杂且精密。
舱外航天服的软结构,包括上下肢和手套,从里到外是舒适层、备气密层、主气密层、限制层和热防护层等,既能抵抗太空风险,又能穿着舒适、行动灵活,重而不笨。一般情况下,受试人员包括航天员在3分钟左右,就可以穿上或脱下舱外航天服。
据了解,仅做一副舱外航天服下肢限制层需要260多个小时,而装配一套舱外服需要近4个月。这已经是最快速度了。
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,是整个頭盔的承压密封结构,呈曲面形,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。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。以打结为例,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,一套舱内航天服上肢有76处孔需要打结,仅这个活就得干两三天。
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,铺线更是细密。
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。比如,为舱外航天服气密层刷胶,也不是简单地刷,要观察温湿度、刷胶时间,薄厚度要适量均匀。
再如,舱外服气密层的TPU材料表面非常光滑,粘胶前必须涂上一层表面处理剂对表面进行活化,稍微处理不当,表面就有可能造成损伤。而透明色的材料导致肉眼几乎看不见特别小的损伤,等到后期加工完再充压测试就为时已晚。
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。
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。
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。光单机产品有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。
舱外手套:
尺寸公差不超过1毫米
做手套的师傅郭浓两个月要交付6副舱外手套,几乎每天都在埋头苦缝。就算是手缝,同样要求精准,尺寸公差也不超过1毫米。更重要的是,由于航天服的特殊性,不能反复拆缝,走针的时候务必小心,力争一次到位。
也正因为此,郭浓和同事们在缝制的时候,必须做到手到哪眼到哪。时间久了,练就出一双双火眼金睛。
(摘自新华社微信公众号,本刊略有改动)