神七 中國人首次漫步太空
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新華網北京9月25日電 名字叫“飛天”,重量120公斤,造價約3000萬人民幣,可靠系數0.997,可以支持4個小時的艙外活動……
神七航天員出艙行走,艙外航天服是關鍵。
中國自主研制的艙外服是什么模樣?在航天員出艙行走過程中到底會起到什么樣的作用?來自中國航天員科研訓練中心的設計師們一一揭開這些數字背后的“謎底”。
穿在身上的“飛船”
記者觀察:最高能達到2米,軀干像盔甲,四肢像面包,再背上1.30米的大背包……誰要是在大街上穿上這么一身“行頭”,一定會被當作“天外來客”。
這就是中國的艙外航天服,在沒有加壓的狀態下,軟軟地躺在中國航天員中心一間實驗室里。
服裝通體純白,從上到下依次是頭盔、上肢、軀干、下肢、壓力手套、靴子。從內到外,則分為6層:由特殊防靜電處理過的棉布織成的舒適層、橡膠質地的備份氣密層、復合關節結構組成的主氣密層、滌綸面料的限制層、通過熱反射來實現隔熱的隔熱層、最外面的外防護層。服裝的四肢裝有調節帶,通過調節上臂、小臂和下肢的長度,身高1.60米-1.80米的人都能穿上這套衣服。
壁厚僅1.5毫米的鋁合金軀干外殼上密集著各種儀器:電控臺、氣液控制臺、氣液組合插座、應急供氧管、電臍帶。僅是十幾厘米見方的電控臺里,就有照明、數碼管控、機械式壓力表等9個開關,氣液控制臺里的閥門更是多達20多個。
在記者看來,這完全就是把飛船的控制臺整個搬到了航天員身上。別說是怎么操作,就是每個開關的位置,要記得一清二楚,也不是件容易的事——難怪航天服手腕處裝有一面小鏡子,航天員可以通過鏡子,隨時察看自己身上的各種開關。
專家解說(航天醫學工程總體研究室主任劉偉波):艙外航天服是我國第三次載人航天飛行中最難的一項技術。雖然都是航天服,艙外服跟艙內服完全不一樣。艙內服只保證壓力,但艙外服什么都要管。飛船的大多數功能,都要在艙外服里實現。可以說,艙外服就是一個穿在身上的小型飛船。
總的來說,艙外服為航天員提供3方面的保障。一是輻射、真空、微流塵等環境的防護;二是生命保障,也就是要保持一個適合人生存的氣體和溫度濕度環境;三是良好的功效保障,保證航天員穿著艙外服能開展維修器材等太空作業。
艙外服必須足夠復雜、具有一定的強度,才能實現以上這些功能。
“重而不笨”的中國特色
記者觀察:這么重的一套衣服,在天上還要加壓“充氣”。航天員穿上后,會不會變成行動困難的“巨無霸”?
答案是否定的。重而不笨、行動靈活,是中國艙外航天服的一大特點。設計師們在上肢的肩、肘、腕和下肢的膝、踝等關節處,使用了氣密軸承。在軸承的作用下,航天員的手腳可以隨意轉動,同時能嚴格保證氣密性。手背則用上了可以翻折的熱防護蓋片,不僅能提高手指的熱防護能力,還能保證手指的關節活動性。
艙外用的手套,看上去特別厚實。把大拇指以外的4個指頭縫合在一起的話,有點像拳擊手套。手背為白色,手心和指頭是灰色的——密密麻麻的灰色橡膠凸粒,具有防滑和隔熱的作用。航天服雖然是“批量”生產的,手套卻是用國際上先進的“三維數字掃描”技術,為每位航天員量身定做的。
出艙活動主要靠手完成操作和“行走”,手套必須靈活,同時又得有相當的厚度以保證氣密性、隔熱性,這在材料與工藝上幾乎是矛盾的。科研人員經過無數次試驗,終于制造出了既安全又靈活的手套。中國艙外服的手套靈活性國際一流,航天員能夠輕松握持直徑為25毫米的物體。
航天服的左臂上印著鮮紅的國旗,右臂上有兩個大字:“飛天”。
專家解說(航天服研究室主任劉向陽):“飛天”是中國完全自主知識產權的第一代艙外航天服,整體設計和各部件的設計、組裝都是中國人自己完成的。但就完成目前任務的能力而言,接近國際水平。
這套艙外服有很多我們獨有的特點。在關節上,科研人員巧妙地利用了仿生結構,使關節活動更自如。電控系統上,中國艙外服全部采用數字信號處理,顯示屏則采用了國際上最先進的OLED技術,使顯示器更大、更薄、更省電、更能耐受高低溫,顯示色彩更艷麗,以方便航天員查看。
艙外服就單個設備而言,功能不一定強大,但在系統的集成上具有優勢。
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