中國航天服：如何打造“無縫天衣”？

程醉

在太空中活動(dòng)，航天服必不可少。畢竟，穿著普通的衣服是無法在太空中活動(dòng)的。航天服與普通衣服最大的不同點(diǎn)在于，它是一個(gè)維生的系統(tǒng)。目前，我國航天員服裝系列分為在軌系列、地面系列和服裝配飾，共有10套。這其中最引入注目的自然就是在軌系列航天服啦！

在軌系列航天服是保護(hù)航天員在太空不受低溫、射線等侵害，并提供航天員生存所需的氧氣和氣壓的個(gè)人裝備系統(tǒng)。根據(jù)使用環(huán)境的不同，它又分為艙內(nèi)航天服和艙外航天服，主要由服裝、生保系統(tǒng)和通信系統(tǒng)等組成。

至關(guān)重要的艙內(nèi)航天服

艙內(nèi)航天服由壓力服裝、頭盔與手套、應(yīng)急供氧和通風(fēng)管路、通信系統(tǒng)等組成。因?yàn)榕搩?nèi)航天服相對笨拙，不利于航天員進(jìn)行工作、運(yùn)動(dòng)等必要的活動(dòng)。因此，平常航天器在軌飛行的時(shí)候，航天員們并不會(huì)穿著艙內(nèi)航天服。

除了在航天器升空和著陸的過程中，航天員出于安全的考慮需要穿著艙內(nèi)航天服之外，當(dāng)遇到航天器發(fā)生泄漏、艙內(nèi)壓力突然發(fā)生變化的時(shí)候，航天員也會(huì)迅速穿上艙內(nèi)航天服。正常起降過程中，艙內(nèi)航天服和航天器中配套的供氧、供氣系統(tǒng)是連通的。通風(fēng)系統(tǒng)可以給航天服通風(fēng)，以帶走航天員身體散發(fā)出來的熱量。一旦艙內(nèi)壓力出現(xiàn)異常，通風(fēng)系統(tǒng)會(huì)立即關(guān)閉，使航天服內(nèi)部形成一個(gè)密閉的供氧狀態(tài)。隨后，供氧系統(tǒng)就會(huì)向航天服內(nèi)充壓供氧，并提供一定的溫度保障和通信功能。

當(dāng)遇到危險(xiǎn)時(shí)，艙內(nèi)航天服可以給航天員提供一個(gè)最小的近體生存環(huán)境。簡單地說，就是我們可以通過航天服和艙載供氧系統(tǒng)來提供給航天員所需要的氧氣和壓力。

目前，我國所使用的艙內(nèi)航天服可以為航天員提供6個(gè)小時(shí)的氧氣、壓力應(yīng)急時(shí)間。

我國迄今為止有兩位女航天員都順利進(jìn)入了太空。女航天員相對來說身體纖細(xì)，為了保證她們能夠在應(yīng)急狀態(tài)下依然能夠完成必要的操作，因此對于女航天員的艙內(nèi)航天服又特別做出了適體性的改進(jìn)。比如說手套，就需要針對女航天員的手形專門制模再生產(chǎn)。

其貌不揚(yáng)的艙外航天服

猶如一件純白色的特大碼、加厚的羽絨服，身體部位又有些像盔甲，四肢部位則臃腫得像面包，背后還有個(gè)1米多高的大背包，這就是我國“飛天”艙外航天服給人的第一印象。然而，這件貌不驚人的航天服造價(jià)卻超過了3 000萬元！

艙外航天服

重量：120千克

顏色：白色

造價(jià)：約3 000萬元

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1.60～1.80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

胸甲

像一個(gè)操控臺(tái)，包含安全帶以及電臍帶等保障系統(tǒng)

衣料

航天服須有真空屏蔽隔熱，所用織物要多種織法結(jié)合起來才能達(dá)到強(qiáng)度要求

手套

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;指尖只有一層氣密層，保持觸覺;為了防滑，在手心握物部位設(shè)置有凸粒狀橡膠

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，航天員可通過它隨時(shí)查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

艙外航天服主要由外套、氣密限制層、液冷通氣服、頭盔、手套和靴子組成。由于它具備空間防護(hù)、環(huán)境控制以及生命保障等多種功能，所以結(jié)構(gòu)特別復(fù)雜，上面的設(shè)備也比較多，因此重量高達(dá)120千克。

從航天服的材質(zhì)來說，它從外到內(nèi)一共有6層。最外面的一層是外防護(hù)層，由一種特殊的紡織面料制作而成。它能耐受正負(fù)100℃以上的溫差變化，并能夠起到防輻射、反射太陽光、防微隕石的作用。中間幾層主要是氣密層、限制層和屏蔽層。最里面的一層，也是舒適性最強(qiáng)的一層，它由經(jīng)過防靜電等特殊處理過的棉布制作而成。

最里層的面料之所以要進(jìn)行防靜電處理，是因?yàn)楹教靻T在艙外航天服里面呼吸的是純氧，純氧一旦遇到靜電聚集，就會(huì)發(fā)生爆炸……

服裝的材質(zhì)不過相當(dāng)于人體的皮膚，那么艙外航天服的“大腦”又在哪里呢？你一定想不到，艙外航天服的“大腦”是位于前胸部位，一本漢語詞典大小的電控臺(tái)和氣液控制臺(tái)。

然而，受到視野限制，航天員并不能看到胸前以及腰跨部的這些設(shè)備。要想操作它們，航天員只能通過預(yù)先安裝在手腕部位的鏡子來進(jìn)行。

艙外航天服背后的那個(gè)大背包是干啥用的呢？在科幻電影中，在航天器外的航天員們都可以利用背包來噴射前進(jìn)或改變方向。不過，在現(xiàn)實(shí)中，只有美國在1984年使用過類似的裝備。其噴射推進(jìn)使用的是火箭燃料，背包的大小顯然不夠，因此當(dāng)時(shí)美國航天員還有一個(gè)類似座椅的推進(jìn)裝置。我國“飛天”艙外航天服的背包高1.3米，主要為航天員提供氧氣，控制航天服內(nèi)的溫度和壓力，清除航天服內(nèi)的二氧化碳、臭氣、濕氣等。

另外，在艙外航天服的腰部還有一根非常重要的“電臍帶”，它與航天器的內(nèi)部設(shè)備相連接，主要用于航天員與航天器的信號(hào)傳輸、電源供應(yīng)，同時(shí)也能作為安全繩的備份使用。

艙外航天服具備了航天器里面的大部分功能，簡單地說，它本身就是一個(gè)“迷你”版的航天器。

“高顏值”的地面系列和服裝配飾

航天服地面系列以及其所搭配的各種配飾，展示的是中國的國家形象，因此備受各界關(guān)注。

過去，我們的航天員在地面出席各種活動(dòng)時(shí)，總是穿著唯一的一款“出征服”，難免顯得單調(diào)。因此，新款航天員服裝在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了服裝的穿著場合、功能、美觀、舒適和工效學(xué)等的需求，包括了夏常服、秋冬常服、常服大衣、作訓(xùn)大衣等系列。在服飾方面更增添了航天員標(biāo)志牌、航天飛行榮譽(yù)標(biāo)以及姓名牌等。

我國航天員地面系列服裝采取航天傳統(tǒng)的藍(lán)色系，胸前藍(lán)色“V”形圖案，寓意著每一次任務(wù)的圓滿成功。左上臂配有中國載人航天工程標(biāo)志，右上臂配有航天器載人飛行任務(wù)標(biāo)志。右胸前自上而下是航天員標(biāo)志、姓名牌和航天飛行榮譽(yù)標(biāo)志，左胸前自上而下是國旗、已執(zhí)行的任務(wù)徽章。

特別值得一提的是，飛行榮譽(yù)標(biāo)上面有幾顆星，就表示這個(gè)航天員上過幾次太空。如果沒有參加過航天飛行任務(wù)的航天員，上面就是空的。

以艙外航天服來說，外層防護(hù)面料來自于成都某特種紡織品企業(yè)，軀干殼體來自于運(yùn)載火箭總裝廠，西安微電子技術(shù)研究所則攻關(guān)了數(shù)碼技術(shù)分系統(tǒng)……實(shí)際上，不論是在軌航天服系列還是地面航天服系列，都是一套非常復(fù)雜的系統(tǒng)，絕非一家單位能夠獨(dú)立完成設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，都是集合各個(gè)行業(yè)的精英群體才研制出來的。