航天員飛行戰袍

在太空和星際表面的出艙活動是一項高風險、高難度的探險作業任務，航天員進行出艙活動離不開艙外航天服，艙外航天服是在飛行員密閉服的基礎上發展起來的一種多功能裝備。從1965年蘇聯首次成功實現太空艙外活動至今，艙外航天服的外觀和細節歷經了種種變化。但其基本需求始終沒變。

國外航天服的發展歷程

1961年。蘇聯航天員加加林作為地球首次載人航天飛行的乘客，在“東方一號”宇宙飛船中穿戴了“SK-1”航天服（如圖1）。“SK-1”航天服不僅抗壓而且有生命維持裝備，雖然該航天服并不支持艙外活動。但它為之后的艙外航天服設計奠定了基礎。

1965年。蘇聯航天員列昂諾夫身著“鷲式”艙外航天服進行了人類歷史上首次太空漫步.1969年，美國航天員阿姆斯特朗穿戴“阿波羅”艙外航天服登上月球。“阿波羅”艙外航天服有獨立的生命維持系統。具備提供氧氣、使空氣流通、保持一定氣壓、過濾二氧化碳和冷卻等功能。可以讓航天員進行7h左右的月球漫步，質量約80kg。

1977年，蘇聯航天員首次穿戴“海鷹”艙外航天服進行了艙外活動，“海鷹”艙外航天服是半硬式艙外航天服，有著堅固的軀干和柔軟的手臂。

1981年，美國研制出艙外移動單元（如圖2），它用于航天飛機和國際空間站。能提供生命支持，具有機動性。

我國的“飛天”艙外航天服

2008年9月27日。“神舟七號”航天員翟志剛進行我國首次太空行走。我國研制的第一代“飛天”艙外航天服第一次在距地球300多千米的茫茫太空“亮相”。也使我國成為第三個掌握太空出艙技術的國家。

時隔13年，北京時間2021年7月4日，“神舟十二號”航天員劉伯明、湯洪波身著我國自主研制的第二代“飛天”艙外航天服，歷經約7h的出艙活動。圓滿完成出艙活動期間的全部既定任務并返回核心艙。

后來，航天員聶海勝、翟志剛、王亞平、葉光富相繼成功出艙，其中王亞平和葉光富先后穿了同一套艙外航天服。雖然兩人身高差很多。但第二代“飛天”艙外航天服用完美的表現贏得了航天員的好評。圖3中左圖為第一代“飛天”艙外航天服。有圖為第二代“飛天”艙外航天服。

第一代“飛天”艙外航天服

整套航天服系統可謂既復雜又精細，研發人員從層疊的蝦殼中得到啟示，采用了軟硬結合式的結構。頭盔為不可拆卸的硬式結構，四肢為軟式結構。手套可快速斷接，航天員進出方式為后背釵鏈門方式，利用操縱桿控制，從背后打開的“小門”進入。保證航天服內環境舒適的生保系統集成于背包門內。航天員自操縱部分，即電動控制系統和氣液控制系統集成于胸前位置。通過整合設計提高了操作效率，無線遙測系統主要安裝在可拆卸的掛包內，便于實現有線與無線模式間的轉換，并能夠保證從運載器起飛到航天器進入運行軌道的上升段的獨立安裝。

置于右胸下部的是氣液臍帶，采用了與俄羅斯“海鷹”艙外航天服完全兼容的結構：腰部左、有側分別是電臍帶（應急供氧管位）和安全系繩，數字化個人信息處理裝置安裝在背包下部。負責發送位置信息和測試數據。照明燈置于頭盔兩側。保證了控制臺和工作區域的照明需求。

第一代“飛天”艙外航天服是一個復雜的載人系統。涉及多個學科領域的相關技術。在研制過程中。我國研發人員獨立突破了諸多關鍵技術。

第二代“飛天”艙外航天服

第二代“飛天”艙外航天服高度約2m，質量約130kg，可支持更長時間的艙外活動和更多次數的重復使用。與第一代“飛天”艙外航天服迥然不同，第二代“飛天”艙外航天服的特點有：頭部（如圖4）變得更方正。里面加開了一道“天窗”。便于仰視：照明燈與攝像頭作為一個整體安置在頭部，可拍攝航天員出艙操作過程；經過改進的金屬關節與加壓手套使航天員在太空中的操作更加靈活精密。

在電控系統上。第二代“飛天”艙外航天服全部采用數字信號處理，顯示屏則采用最先進的有機發光顯示器技術，使顯示屏更大、更薄、更省電、更耐受高低溫，顯示色彩也更艷麗。

智慧和汗水的結晶

航天服的研制離不開研發和裝配人員“逢山開路。遇水架橋”的努力和付出。

第二代“飛天”艙外航天服裝配一套就需近4個月。僅做一套艙外航天服下肢限制層需要260多個小時。并且這已經是最快的速度。其中頭盔面窗的制作需要經過47道工序、上肢有76處孔需要打結、液冷服全身上下需要鋪線100m左右、氣密層需要反復刷膠、金屬“硬軀干”不能有0.1mm的細微毛刺、背包門必須嚴絲合縫……

目前，國際上在用艙外航天服已能夠滿足人類的基本出艙活動要求。但離自如的境界尚有很大差距。“飛天”艙外航天服將在輕量化設計、單機的集成化設計、電子產品的整合化設計等方面開展進一步的技術研究。同時，隨著科學技術的發展，也可以用更先進的技術來實現材料輕量化。