太空時裝秀

楊勇

漫步太空是一件令人無比神往的事情，但是太空中危機四伏，真空、高溫、低溫、輻射和微流星等環境因素，隨時都會給航天員的身體帶來危害。為了保障航天員的生命安全，科學家為他們研制了個人防護系統——航天服。

根據使用的場景不同，航天服可以分為艙內航天服和艙外航天服兩大類。中國航天員所穿的這兩種航天服都是我國自主研制的。

生命的最后防線——艙內航天服

艙內航天服，顧名思義，就是在飛船發射段、返回段、交會對接段和軌道段變軌過程中，航天員在艙內所穿的航天服。

我國的艙內航天服是全軟式結構，針對航天員的人體尺寸分型設計，以保證航天服的適體性，航天員可以根據自己的體型選擇適合自己的型號。航天服整體呈乳白色，四肢鑲有天藍色邊線。整套衣服重約10千克，由服裝、頭盔、手套、航天靴以及應急供氧和通風管路等組成。航天服內的壓力、溫度和濕度，可以通過轉動航天服胸前的一個圓形裝置來調節。

航天員戴的頭盔，盔殼由聚碳酸酯制成，能隔音、隔熱和防碰撞，面罩經過特別設計，不會有水汽在上面凝結。手套與航天服相配套，充氣加壓后具有良好的活動性能和保暖性能。

從結構上看，艙內航天服的服裝分為3層：一是由耐高溫、抗磨損材料制成的限制層，二是用涂有丁基或氯丁橡膠的錦綸織物制成的氣密層，三是通過氣流調節航天服內部溫度的散溫層。

艙內航天服利用飛船上的設備，通過臍帶模式實現供氧、通風和通信。在正常情況下，艙內航天服的通風散熱，由飛船的通風系統與艙內壓力服通風系統共同維持，以保證航天員的熱舒適需求。

當飛船發生空氣泄漏時，艙內航天服通過飛船供氧系統供氧，可以在6小時內為航天員提供氧氣，并保持氣壓，成為保障航天員生命安全的最后防線。如果飛船的返回艙濺落水上，艙內航天服還具備抗浸作用。

穿在身上的“飛船”—— 艙外航天服

航天員進入太空后，不可能總是待在密封的座艙中，如果想離開座艙進行太空行走，那就要穿艙外航天服。與艙內航天服相比，艙外航天服結構更為復雜，除了能保持氣壓和供氧以外，它還能防高溫、防低溫、防太陽輻射，并且有連接其他裝具的接口。所以說，艙外航天服具備密封座艙的全部功能，簡直就是一艘穿在身上的“飛船”。

中國自主研制的艙外航天服名叫“飛天”，它通體純白，鑲有幾條紅色邊線。2008年9月27日，航天員翟志剛穿著它進行了中國第一次太空行走。當時的“飛天”質量為120千克，高2米，配有1.3米高的生命保障系統背包，可支持至少4小時的艙外活動。

目前，我國航天員所穿的艙外航天服屬于軌道基艙外航天服，也就是艙外航天服進入太空后不再返回地面。翟志剛所穿的艙外航天服，在航天員返回地球時，被留在了神舟七號的軌道服務艙中，后來隨著服務艙墜入大氣層燒毀了，只有它的手套作為紀念品帶回了地 球。

隨著神州十二號發射成功，航天員劉伯明和湯洪波將身穿“飛天”艙外航天服，在天和空間站外進行中國第二次太空行走。由于航天員要進行長時間的艙外操作，對艙外航天服的性能提出了更高的要求，因此，這次所用的艙外航天服在原有的基礎上，進行了3個方面的重要改進：一是改變了結構布局設計，二是提高了服裝的壽命，三是提高了人服能力。與第一代艙外航天服相比，新型艙外航天服具有使用時間更長、更安全可靠、更機動靈活以及測試和維修更方便等特點。

“飛天”艙外航天服由頭盔、服裝、手套和航天靴等組成。“飛天”艙外航天服的頭盔具有強度大、抗沖擊能力強等特點。其頭盔上裝有攝像頭，可拍攝航天員出艙后的所有操作;頭盔兩側各有1個照明燈，可照亮服裝胸前部分，方便航天員在陰暗面操作。如果艙外航天服出現泄漏，頭盔上的報警指示燈會閃爍，同時伴有語音報警。

“飛天”艙外航天服頭盔的視野比國外的同類產品要大，它的面窗分為4層：最里面兩層為充壓結構，兩層之間充有高純的氮氣;充壓結構的外面是防護面窗，主要用于防止碰撞給航天員帶來傷害;最外層是鍍金的濾光面窗，可以防止太陽光線直接照射航天員的眼睛。在出艙前，頭盔面窗的內部要噴上防霧劑，以防止航天員呼出的水汽凝結在面窗內部影響視線。

艙外航天服最復雜的部分是服裝，它由多層組成。其最里層是襯里和尿液收集裝置;襯里外是用于散熱的液冷通風層;液冷通風層外面是用于產生一定壓力的加壓氣密層;然后是限制加壓氣密層向外膨脹的限制層;限制層外面是對付艙外溫差變化的隔熱層;最外面是保護層，它由多種纖維復合織物制成，具有良好的柔軟性，不僅耐穿透、耐磨損、耐高溫、耐燃燒、耐腐蝕，而且還有防輻射的功能，另外，這一層上還有連接其他裝具的接口。

“飛天”艙外航天服采用半硬式密封結構，它的軀干是硬式結構，四肢是軟式結構。軀干外殼由鋁合金制成，壁厚僅1.5毫米。艙外航天服的背后設有鉸鏈門式穿脫機構，安裝有生命保障設備的背包也是航天員進出艙外航天服的密封門。航天員可以像打開冰箱門一樣打開艙外航天服的背包，然后從那里鉆進艙外航天服，整個過程只需要3分鐘。

重而不笨、行動靈活是“飛天”艙外航天服的一大特點。它巧妙地利用了仿生結構，使關節活動更自如。其上下肢的所有關節處使用了氣密軸承，使航天員的手腳可隨意活動，又能嚴格保證氣密性。

整個艙外航天服最薄的部分是手套，其指尖部分只有1層氣密層，以保持觸覺，手指其余部位內有2層真空屏蔽隔熱層。手套的手背處裝有可以翻折的熱防護蓋片，它不僅能提高手指的熱防護能力，還能保證手指關節的活動性。在手套的握物部位設置有防滑的凸粒狀橡膠。

由于太空是失重環境，航天員在進行太空行走時，雙腳基本派不上什么用場，所以艙外航天服的靴子比較簡單，它由壓力靴和艙外熱防護套靴組成。

如果太空行走時間較長，艙外航天服內還裝有飲水袋，供航天員飲用。在飲水管的旁邊還有一個放置食物棒的長孔，航天員只要一伸嘴即可吃到美味可口的棒狀食品。

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