神七 中國人首次漫步太空
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新華網(wǎng)北京9月25日電 名字叫“飛天”,重量120公斤,造價(jià)約3000萬人民幣,可靠系數(shù)0.997,可以支持4個(gè)小時(shí)的艙外活動(dòng)……
神七航天員出艙行走,艙外航天服是關(guān)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(huì)起到什么樣的作用?來自中國航天員科研訓(xùn)練中心的設(shè)計(jì)師們一一揭開這些數(shù)字背后的“謎底”。
穿在身上的“飛船”
記者觀察:最高能達(dá)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(huì)被當(dāng)作“天外來客”。
這就是中國的艙外航天服,在沒有加壓的狀態(tài)下,軟軟地躺在中國航天員中心一間實(shí)驗(yàn)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(nèi)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(zhì)地的備份氣密層、復(fù)合關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)組成的主氣密層、滌綸面料的限制層、通過熱反射來實(shí)現(xiàn)隔熱的隔熱層、最外面的外防護(hù)層。服裝的四肢裝有調(diào)節(jié)帶,通過調(diào)節(jié)上臂、小臂和下肢的長(zhǎng)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(tái)、氣液控制臺(tái)、氣液組合插座、應(yīng)急供氧管、電臍帶。僅是十幾厘米見方的電控臺(tái)里,就有照明、數(shù)碼管控、機(jī)械式壓力表等9個(gè)開關(guān),氣液控制臺(tái)里的閥門更是多達(dá)20多個(gè)。
在記者看來,這完全就是把飛船的控制臺(tái)整個(gè)搬到了航天員身上。別說是怎么操作,就是每個(gè)開關(guān)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(shí)察看自己身上的各種開關(guān)。
專家解說(航天醫(yī)學(xué)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(xiàng)技術(shù)。雖然都是航天服,艙外服跟艙內(nèi)服完全不一樣。艙內(nèi)服只保證壓力,但艙外服什么都要管。飛船的大多數(shù)功能,都要在艙外服里實(shí)現(xiàn)。可以說,艙外服就是一個(gè)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(huán)境的防護(hù);二是生命保障,也就是要保持一個(gè)適合人生存的氣體和溫度濕度環(huán)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(yè)。
艙外服必須足夠復(fù)雜、具有一定的強(qiáng)度,才能實(shí)現(xiàn)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(huì)不會(huì)變成行動(dòng)困難的“巨無霸”?
答案是否定的。重而不笨、行動(dòng)靈活,是中國艙外航天服的一大特點(diǎn)。設(shè)計(jì)師們?cè)谏现募纭⒅?、腕和下肢的膝、踝等關(guān)節(jié)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(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)能嚴(yán)格保證氣密性。手背則用上了可以翻折的熱防護(hù)蓋片,不僅能提高手指的熱防護(hù)能力,還能保證手指的關(guān)節(jié)活動(dòng)性。
艙外用的手套,看上去特別厚實(shí)。把大拇指以外的4個(gè)指頭縫合在一起的話,有點(diǎn)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(chǎn)的,手套卻是用國際上先進(jìn)的“三維數(shù)字掃描”技術(shù),為每位航天員量身定做的。
出艙活動(dòng)主要靠手完成操作和“行走”,手套必須靈活,同時(shí)又得有相當(dāng)?shù)暮穸纫员WC氣密性、隔熱性,這在材料與工藝上幾乎是矛盾的??蒲腥藛T經(jīng)過無數(shù)次試驗(yàn),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(gè)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(shí)產(chǎn)權(quán)的第一代艙外航天服,整體設(shè)計(jì)和各部件的設(shè)計(jì)、組裝都是中國人自己完成的。但就完成目前任務(wù)的能力而言,接近國際水平。
這套艙外服有很多我們獨(dú)有的特點(diǎn)。在關(guān)節(jié)上,科研人員巧妙地利用了仿生結(jié)構(gòu),使關(guān)節(jié)活動(dòng)更自如。電控系統(tǒng)上,中國艙外服全部采用數(shù)字信號(hào)處理,顯示屏則采用了國際上最先進(jìn)的OLED技術(shù),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(gè)設(shè)備而言,功能不一定強(qiáng)大,但在系統(tǒng)的集成上具有優(yōu)勢(shì)。
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