艙外航天服有多酷?“飛天戰袍”的外部有這些機關按鈕

據中國載人航天工程辦公室訊息,北京時間2022年9月17日13時35分,航天員蔡旭哲成功開啟問天實驗艙氣閘艙出艙艙門。至15時33分,航天員蔡旭哲、航天員陳冬先後成功出艙。

每一次出艙活動,航天員身上穿著我國自主研製的“飛天”艙外航天服在太空中格外醒目。

這件“飛天戰袍”的外部都有哪些機關按鈕?都有什麼作用?

記者走進中國航天員中心,帶你解碼艙外航天服。

130公斤重的艙外航天服,是航天員執行出艙活動的鎧甲。它是一個微型航天器,充上一定的壓力後,可以保護航天員的生命安全,抵禦外太空的高低溫、強輻射等。

一、手套上的反光鏡,利於操作視野盲區裝置

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記者 劉潔:

這就是航天員出艙使用的艙外航天服,我們發現一個特別的設計,在服裝胸前一些裝置上的文字標識是反的。之所以做這樣的設計,是因為航天員透過面窗觀察胸前的一些裝置,有視野盲區。這時,航天員可以透過手套上的反光鏡來觀察,映象之後航天員看到的字就是正的,方便航天員的識別和操作。

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服裝胸前的電控臺裝置就是“大腦”所在,是電氣系統的核心,上面有服裝泵、加電、風機、照明、電臺開關等。電控臺左下方的液溫手柄可以調節航天服內部溫度的舒適性。緊挨著液溫手柄的就是供氧和應急裝置的開關。

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中國航天員中心艙外航天服總體主任設計師 廖前芳:

這個灰色的小工具,航天員需要自己獨立完成服裝的穿脫,服裝是背入式的,開啟揹包門,自己穿進去之後,他需要透過拉繩先把揹包做一個預關閉,再透過這邊的鎖閉手柄來把整個服裝關閉密閉。

二、艙外安全繩牽引重量可達噸級

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這兩根顯眼的橘色繩索,就是航天員在艙外攀爬過程中,需要時刻與艙外扶手連線的安全裝置。一根是彈簧繩,一根是略短一點的固定安全繩,透過反覆勾掛這兩個安全繩,來實現航天員的移動和攀爬,安全繩牽引的重量可達到噸級。

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中國航天員中心艙外航天服總體主任設計師 廖前芳:

我們在裡面給他們裝了一個飲水袋,他在操作的過程中,只要低頭就能喝到飲料。面罩是透過我們的設計和裡面的溫溼度控制保證的,他們在出艙之前也會給面窗內部塗一層防霧劑,防止它結霧。因為服裝沒有主動加熱的功能,所以在陰影區的時候,他們有時候會覺得稍微偏涼一點,我們做了一個改進,讓航天員在陰影區的時候不會覺得太涼。

三、艙外航天服調節後,身高1.6—1.8米均可穿著

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精巧的設計,也讓航天服使用起來越來越靈活。頭盔和軀幹一體化,四肢可以調節。利用仿生結構,上下肢關節處使用了氣密軸承,使關節活動更加自如。與9月1日第一次出艙活動相比,第二次出艙活動的航天員有所不同。不過,這並不影響艙外航天服的穿著使用,透過調節可以適應不同身高和體重的人體引數,從1。6米到1。8米的航天員都能穿著使用。

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目前在軌的航天服一共有三套,兩主一備。這三套航天服分別透過天舟二號和天舟三號上行到空間站,供航天員在太空中輪換使用。

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中國航天員中心艙外航天服總體主任設計師 廖前芳:

我們目前策劃的是一個任務裡就使用同兩套服裝,因為他出去之前還要做一系列檢查。為了減少這些檢查工作專案,我們儘量使用同樣的兩套服裝出艙。這次就是用藍色標識和黃色標識的服裝,從服裝上來說沒有本質的區別。

四、手套靈巧,觸感敏銳

航天員在艙外活動中的絕大部分動作,比如攀爬艙外扶手、使用工具、安裝裝置等等,基本都是使用上肢和手部。這就要求艙外服手套具備足夠的靈活性,地面人員在設計研發艙外服時,會透過一些簡單的操作,來對這一屬性進行測試。

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中國航天員中心艙外服系統總體主任設計師 廖前芳:

我們在測試的時候會用抓小棍,最小的是幾毫米的小棍都抓起來。還有他的感知力也是靈敏度的一部分,我們拿一個類似於天平一樣的(裝置),在上面按一下,比如說它才出現(顯示)幾牛(頓),你就感知到了。

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記者 劉冠青:

廖老師說,艙外服的靈敏度能夠抓握起一些比較細微的物品,我們來試一下。我先從最難的開始,我認為最難的是這個紅色的橡膠小裝置,現在我用我的拇指和食指把它抓握起來。我不光能夠感受它的形狀、邊緣,同時我還能感受它的軟硬。

五、艙外服防護層,有效應對太空巨大溫差

空間站艙外的太空環境,最高溫度和最低溫度之間相差兩百多攝氏度,艙外服手套作為保護人體末端的裝備,是如何保障航天員在高寒和高熱環境中免受傷害,並正常開展工作的呢?

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中國航天員中心艙外服系統總體主任設計師 廖前芳:

防護層包括指套、隔熱墊,還有跟服裝外面的遮蔽層一樣的防護層。在低溫下正負50攝氏度左右的時候,它是可以長時間抓握的,但是在高溫下,正負110攝氏度左右這樣的溫度,它只能短時抓握。我們考慮在操作和爬行過程中,會雙手交替運動或是使用工具,這樣手也不至於太冷或者太熱。

艙外航天服有多酷?“飛天戰袍”的外部有這些機關按鈕

除了保證靈活性和熱防護之外,艙外服手套需要和螺絲刀、剪刀、擴充套件泵組、限位器等大大小小的工具裝置直接接觸,所以這雙手套還必須結實耐磨。

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中國航天員中心艙外航天服總體主任設計師 廖前芳:

像這個指套、隔熱層都有一定的強度。其次因為艙外服手套是織物,太尖銳的稜角和銳邊可能會把它劃破,所以對這些在艙外需要航天服操作的裝置,對它的介面安全性、稜角都會有要求。

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