
2021年11月8日,神舟十三號航天員翟志剛、王亞平安全返回天和核心艙,出艙活動取得圓滿成功。他們身上穿著的我國自主研制的“飛天”艙外航天服在太空中格外醒目。
120千克重的艙外航天服,是航天員執行出艙活動的鎧甲。它像一個人形飛船,充壓后,可保護航天員的生命安全,抵御外太空的超低溫、強輻射等。那么,這件比同重量黃金還貴重的“飛天戰袍”是由什么做成的?又是怎么做出來的?讓我們到航天員中心研發與總裝測試部服裝車間一探究竟。
艙外航天服是航天員生命安全的保障。生命安全無小事,體現在工藝上就是復雜且精密。
艙外航天服的軟結構,包括上下肢和手套,從里到外是舒適層、備氣密層、主氣密層、限制層和熱防護層等,既能抵抗太空風險,又能穿著舒適、行動靈活,重而不笨。一般情況下,受試人員包括航天員在3分鐘左右就可以穿上或脫下艙外航天服。
據了解,僅做一副艙外航天服下肢限制層就需要260多個小時,而裝配一套艙外航天服需要近4個月。這已經是最快速度了。
艙外航天服上的頭盔面窗,是航天員進行出艙活動時觀察外界的窗口。頭盔面窗由多層材料構成,最里層為雙層壓力面窗,是整個頭盔的承壓密封結構,呈曲面形,直接關系到航天員的生命安全,必須做到絕對安全可靠。
且不說它的承壓材料要經過多少輪的選擇、測試,光密封加縫合就得耗時兩個月,全部完成需要47道工序。就拿面窗除塵來說,先吹洗,再不間斷擦拭2小時左右,直到肉眼看不到一絲灰塵。
在太空,航天員穿上航天服活動的操作主要靠上肢實現,所以制作時既要考慮活動的靈活性,還得考慮充壓后的承力性??p紉車間的王其芳用一雙巧手做出來的“波紋袖”充壓后舒適度和靈活度都是一流的。以打結為例,因為結點是多條線的交錯處,特別硬,就得用簪子扎孔、穿針,再用鑷子把針拽出,光打結就有3道工序。一套艙內航天服上肢有76處孔需要打結,僅這個活兒就得干兩三天。
航天員在艙外活動時會產生熱量,需要穿上給身體降溫的液冷服。液冷服是由彈性材料制成的,全身上下全是細密的小孔,供42根液冷管路線均勻穿過。每兩孔間穿1厘米的線,全身上下線鋪設100米左右,就得穿2萬個孔,尤其是頭部的蛇形分布線路,鋪線更是細密。
在真空中,人體血液中的氮氣會變成氣體,導致減壓病。因此,必須給航天服加壓充氣,否則就會因體內外的壓差懸殊而危及生命。因此,航天服的氣密性要求極為嚴苛。比如,為艙外航天服氣密層刷膠,也不是簡單地刷,要觀察溫度、濕度、刷膠時間,薄厚要均勻。
艙外航天服的背包門被稱為航天員的“生命之門”。在太空環境下,背包門如果密封不嚴,將直接威脅航天員的生命。
背包門的插銷座有4組,插銷門有4組,插銷座和插銷門合上時要保證嚴絲合縫。為此,他們用卡尺一點點地量,精度精確到幾十微米。最終,他們用極精準的工藝手段使得開背包門時更加省力。
艙外航天服有個金屬結構的硬軀干,外形像是一個鎧甲,背后掛有保障生命的通風供氧裝置。
金屬“硬軀干”上有1000多個米粒大的小孔和配套的各種不同規格的螺絲。組長岳躍慶帶著組員們用鑷子夾著酒精棉一點點仔細擦拭,再用放大鏡檢查是否徹底擦洗干凈。“一粒浮塵都有可能釀成大禍?!痹儡S慶說。碰到毛刺,岳躍慶就變身“整形醫生”,要給金屬表面做“磨皮”手術。
做手套的郭濃師傅兩個月要交付6副艙外手套,幾乎每天都在埋頭苦縫。就算是手縫,同樣要求精準,尺寸公差也不超過1毫米。更重要的是,由于航天服的特殊性,不能反復拆縫,走針的時候要求務必小心,力爭一次到位。