中国航天服一件价值3000万,美国的超10亿,为何无法带回地球?

7月4日,当天和核心舱节点舱舱门打开,刘伯明和汤洪波首次出舱活动,此时的他们已经成了中国的焦点,世界的焦点。在关注他们出舱活动的同时,不少人将目光投向了他们身穿的舱外航天服。为什么我们的航天服显得如此笨重呢?它们贵吗?它们到底有些什么神奇功能呢?航天员穿着舒服吗?它们还能带回地球吗?

中国航天服一件价值3000万,美国的超10亿,为何无法带回地球?

舱外航天服,是航天员出舱活动必备的装备,刘伯明和汤洪波身穿的“飞天”舱外航天服,可不同于一般的衣服。它是我国自主研制的新一代“飞天”舱外航天服,一套价值约3000万元。而美国当年的舱外航天服折算到现在的话,一套价值更是超过10亿元,真的是比黄金还要贵重很多啊。同时,中国也是世界上第三个能够独立自主制造的国家,另外两个国家就是俄罗斯和美国。可能有的朋友就会问了,舱外航天服为何这么贵呢?它们为什么如此难制造呢?

我们有必要先来了解一下太空环境。太空中完全不同于我们的地球环境,几乎接近完全真空状态,没有空气,也没有气压;这里还有200多摄氏度的温差,强烈的辐射和宇宙射线,X射线、强紫外线和高能粒子等等都会带来致命的后果;再有,太空碎片、微流星无处不在,随时可能给你致命一击。因此,如果不借助现代化的舱外航天服,我们瞬间就会暴毙,根本无法生存,更别谈什么舱外活动了。

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因此,舱外航天服不仅要有十分强大的功能,给宇航员在恶劣的太空环境中提供强有力的安全保障,还需要满足航天员出舱活动进行相关操作时的灵活需求,甚至还需要处理宇航员的排泄物。因而人们常说舱外航天服就相当于“穿在身上的小型飞船”。正因为如此,它的设计制造难度和造价,自然就不难想象了。

此次的舱外航天服,其实就相当于一个微型的载人航天器,重约130公斤。它一共分六层,从外到内分别是外防护层、隔热层、限制层、主气密层、备份气密层、舒适层。舱外航天服最顶部是一个防护头盔,面窗是头盔中的核心部分。它共分四层,最外部是滤光面窗,主要起到防护眼镜的作用;紧接着就是一层防护面窗,主要起到保护航天员在舱外活动时的磕碰等带来的损伤,避免影响视线。在内部两层是充氮气的压力面窗,主要是起隔热和防起雾作用。

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舱外航天服背后有一个大背包,可不要小瞧,它可不是像日本女性和服背后的那个包袱那样,只是起到装饰和美观作用。舱外航天服的这个大背包是舱外航天服中最重要的部分——生命支持系统,这也是区别于舱内航天服的一个重要特征。这个大背包里的设备负责调节内部压力、供应氧气、过滤废气和水蒸气、循环通风、语音和数据通信,还需要监测航天员身体的各项指标。

因为舱外活动的时候,我们与其说是行走,不如说是爬行。大家要知道,太空中没有重力,是失重的,宇航员只能用上肢进行爬行。因此,对上肢关节的灵活性要求极高。现在的舱外宇航服设计的时候,充分考虑到了人的上肢关节活动问题。通过设置转动轴承、臂轴承和腕轴承来实现上肢关节的活动。

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再有,第二代舱外航天服,还考虑了关节小型化,并在衣服四肢装有调节带,可以自由调节上下臂以及下肢的长度,具有较好的适体性。一个1.6~1.8米的人穿起来都能保障其活动性能,轻松进行舱外工作。同时,为了保证航天服的绝对可靠,关键功能还设置有冗余备份,以防主设备失效,备份件就可以起到保障的作用。

到这里,可能又有朋友会问了,如此笨重的舱外航天服,穿脱是不是非常麻烦,会不会难穿更难脱呢?其实,这就多虑了,目前我国的舱外航天服,虽然看起来依旧笨重,但穿脱都很便捷,穿五分钟,脱五分钟完全可以搞定,甚至三分钟就可以搞定。就目前来看,在保证安全的情况下,轻量化和提升灵活性,是现在和未来舱外航天服需要不断进行优化设计的方向。

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说到这里,有细心的朋友可能发现了另一个问题,那就是我们所看见的舱外航天服,为什么都是白色的呢?是因为白色的醒目好看吗?当然不是。因为宇航员进行出舱活动时,航天服的白色可以反射阳光的热量,而且可以和宇宙的黑色背景形成鲜明的对比,这也有利于我们在电视镜头中看得更为清楚。

可能有的朋友会比较关心,如此贵重的舱外航天服,能重复使用多少次呢?以后能不能带回地球呢?以后有没有机会参观一下这些宇航员们穿过的舱外航天服呢?

舱外航天服,不是一次性的,是可以重复使用的。网络上有人说只能使用5次,的确有这样的说法。不过,现在新一代的“飞天”舱外航天服,可以3年15次以上的重复使用。另外,舱外航天服也不是特供专人专用的。而且,我们前边也提及过了,每套航天服都可以满足1.6-1.8米身高的人穿,也就是说一套航天服可以供多人多次使用。

中国航天服一件价值3000万,美国的超10亿,为何无法带回地球?

说到这里,我们就不得不提一下曾经拒绝中国进入的国际空间站的舱外航天服的问题了。目前,国际空间站仅有4套舱外航天服,而且服役时间都已经超过15年的服役期限。可以说,宇航员要穿着这样的舱外航天服出舱进行舱外活动或维护工作,存在极大的安全隐患。美国人也知道这个问题,但尴尬的是美国现在无法生产制造新的舱外航天服。因为当初为了生产航天服,组织了上百家的企业参与。而现在其中大半的工厂都已倒闭,美国现在根本无法重新启动生产,也可以说制作舱外航天服的技术已经丢失了。因此,美国人不得不于2009年投入2亿美元研发新一代航天服,但直到现在还未能完成。这也再次说明了舱外航天服的研发设计制造难度之高了。

关于舱外航天服能否带回地球的问题,可以说基本上是不可能的。因为返回舱空间狭小,只能满足宇航员返回,根本没有空间留给这个约130公斤重的大家伙。而且,舱外航天服还可以反复多次地使用,因而它会继续存放在空间站供其他宇航员使用。最后的去向很可能就是在空间站退役的时候,一起坠毁。所以,那些想参观宇航员身穿过的舱外航天服,怕是不可能有机会的了。

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页面更新:2024-04-25

标签:美国   飞天   地球   航天员   上肢   宇航员   笨重   空间站   新一代   中国   关节   航天   备份   中国航天   作用

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