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新一代航天服亮相

7月14日劉伯明、湯洪波兩名航天員首次穿著我國新一代航天服在核心艙節點艙成功出艙,帶有“中國紅”標誌性的國旗、圖案格外顯眼。出艙成功意味著我國航天技術研發、生產又上了一個新臺階。


要知道2008年神舟七號航天員翟志剛第一次穿上了國產航天服,同船的劉伯明穿的是俄羅斯“海鷹”航天服,而這次全部是國產航天服,且功能更先進。更要知道的是,世界上僅有中俄美三國擁有設計、製造航天服的能力,航天科技人員是在美國對我國航天工程極力封鎖下埋頭苦幹將航天服研製出來的!


相比第一代航天服,新一代航天服從3大方面進行了重大改進:首先是結構佈局,航天服的頭部變得更方正了,頂部位置還特意留出了“天窗”,方便仰視。頭部的攝像頭和照明燈進一步集中,整體變得整潔、緊湊。加壓手套和金屬關節重新設計,提高了在太空活動時手臂、手腕的靈便性及易操行性。


其次是延長了宇航服使用壽命。一套航天服動輒3千萬,甚至上億元,每多用一次就節省一大筆資金;最後是強化了航天員的舒適性,身高1.6米至1.8米、體重130公斤的成年人輕鬆穿下航天服,而且最快只需3分鐘,在保障可靠性的前提下,重量反而進一步降低了。當然升級、改進的地方遠不止這些,比如還使用最新的高科技材料及效能更強大的小裝置等等。


航天服制作到底有多難

航天服研製難度巨大全拜太空惡劣的環境所賜。太空不同於地面,它沒有大氣層包裹,意味著航天服要營造出大氣壓滿足航天員習慣性需要,否則只有血管爆裂的份。太空因為且缺少大氣阻隔像強紫外線、X射線、宇宙射線都會直射到障礙物上,分分鐘能將人扼殺,何況沒有氧氣!更要命的是,太空溫度比核心艙足足有200多℃的溫差,地球上幾乎無動物能承受這樣的溫度!


此外航天服還要面臨輸出氧氣,回收二氧化碳、水分,抵擋太空碎片侵襲等一系列問題,這些均要在一套航天服裡得到解決,難度可想而知。張萬欣是我國航天員系統副總設計師,她與我國航天服研製一路走來,新一代航天服更是全程跟蹤,用她的話講:航天服在功能上與一個微型的載人航天器無異!


我國科技人員由過去參考外國航天服到擁有自主智慧財產權的航天服,所要攻克的困難不勝列舉,但終有所獲。新一代航天服大致分為6層,分別是舒適層、備份氣密層、主氣密層、限制層、隔熱層與防護層,與其他裝置協作共同起到防輻射、氣壓調節及維持恆定氣壓的效果。

以外層的隔熱層和防護層為例,它們可看作抵抗外界惡劣環境的第一道防線,既有有一定強度抵擋住太空碎屑的“摧殘”,還要在巨大溫差變化下不發生形變,而且還要有良好的保溫效果。目前常用的類似材料有7層鍍鋁PET薄膜與6層無紡布;也有尼龍布,外層被塗了氯丁橡膠;也有具有耐熱、阻燃、耐磨的高強度織物編織,陽光照射時最大程度地反射掉熱能、光能,所以多以白色為主。


承受住外界溫度、射線是為了免於被破壞掉,而生命保障系統則是主動維持航天員正常的生命體徵,它一般位於航天服背部,就是總是隆起、突出的部分。生命保障系統裡整合了通風淨化、溫溼度控制及氧氣調節等裝置及功能,航天服還會自動檢測是否有其他洩漏問題,並自動報警。

當航天員吸入氧氣、排出二氧化碳後,排出的氣體不能隨意在航天服裡亂竄,一旦造成氣壓不穩將是一場災難,所以排出的二氧化碳和少量水分都會從通風迴路裡帶走,過程中還帶走一部分熱量,使航天員維持在穩定的溫度下。

航天員在穿航天服之前,要先穿出艙內衣和一層液冷服,這套液冷服一般兼顧上文提及的航天服的舒適層,內部分佈著密集的管道,具有收集蒸發水分的作用,也能對身體降溫,與生命保障系統協調作用。


當防護工作做到萬無一失後,航天服的便捷性成了下一個追擊的目標,要不然拖出笨重的航天服根不幹不了任何工作。比如臂膊、手腕部分,新一代航天服根據人的關節設定,並分別加了軸承、腕軸承、臂軸承,在三個軸承的加持下使得笨重的雙手也變得靈活。

但這還不夠,手套及手腕存在磨損情況,所以要時刻保持在一定的溼度、溫度及壓力範圍內,手套內部摻雜著一系列特殊材料和感測器,整個系統可謂複雜至極。


我國第一代航天服在返航過程中因為要佔據太多的返回艙空間,所以滯留在了軌道艙,並隨著軌道艙在大氣中焚燒,加之其他因素,航天服一般留在空間站不輕易再運回地面。航天服一般可使用多次,只需更換一些耗材及易損件即可。

原創:老高



原文連結:https://inewsdb.com/數碼/3000萬一套!比把俄美航天服價格腰斬還過分

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