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编者按:据中国载人航天工程办新闻,北京时间8月20日,航天员聂海胜、刘伯明乐成完成空间站舱外作业。这也是神州十二号发射以来,航天员的第二次出舱流动。

“溘然想起,太空里尚有咱三小我私人呢!”

太空中的三位中国航天员已经在太空中事情了两个月,最近他们又登上了热搜。

#航天员一周前已最先训练准备出舱#

作为航天员出舱的主要保证,航天服(也称宇航服)一直都是人人关注的焦点。那么问题来了,航天服有多庞大?新一代航天服到底有多厉害呢?

白色、蓝色、橙色,到底哪个才是真正的航天服?

在差其余照片里,我们可以看到差异颜色的航天服,好比几个月前随神舟十二号一起亮相的白色航天服、航天员在空间站内穿的蓝色连体服、阿波罗飞船内的橙色航天服……为什么航天服会有这么多的颜色呢?

原来,航天服也有差其余分类,按功效可以分为舱内航天服和舱外航天服。

1. 舱内航天服(IVA)

舱内航天服也称应急航天服,指的是航天员升空、变轨或者返回地球等易发生事故时所穿的航天服,主要面向舱内事情(Intra-vehicular Activity, IVA)使用。

舱内航天服配有许多协助航天员的装备,好比信号器、求生工具、药品、通讯工具等,可以防止航天器/航天飞机等在发射或下降时泛起问题。若是发生危险,接通舱内与之配套的供氧供气系统,服装内就会马上充压供气,并提供一定的温度保障和通讯功效。这有利于航天员在泛起事故后顺遂逃逸,并先行自救,守候救援职员的到来。

2005年神舟五号发射,杨利伟便身着我国第一代舱内航天服,其中包罗了通讯系统、压力温度湿度调治、供氧装备等。厥后在神舟六号时就升级换代,增添了手腕佩带压力表、压力手套等。今后更是不停升级,在种种手艺上都举行了提升。

神舟飞船舱内航天服 | ***

舱内航天服原则上可以使用任何颜色。例如中国、俄罗斯的舱内航天服是白色的,而NASA设计为橙色(俗称南瓜服或橙服、橘服)。NASA选择橙色主要是出于利便救援的思量,由于NASA航天员返回地球时下降地址都是在海上,而橙色在海上对照容易被分辨,因此选择了橙色。而中俄的主要落点在内陆,暂时没有海上征采救援的需求,以是不需要被设计成橙色。

2. 舱外航天服(EVA)

与舱内航天服相对应的是舱外航天服,面向舱外事情(Extra-vehicular Activity, EVA)使用,这也是人人最为熟知的航天服。若是还要再细分,也可以分为轨道出舱的舱外航天服或是在星球外面出舱的舱外航天服。

舱外航天服的设计就比舱内航天服庞大得多,可以说是一个小型的航天器。航天员出舱后面临的环境十分恶劣,好比要在短时间内多次面临崎岖温交替、空间辐射、真空环境、微流星和太空垃圾等一系列磨练,因此一件及格的舱外航天服不仅需要具备自力的生命保障和事情能力,还要包罗温度调治和人体平衡控制、氧气控制和压力控制、测控和通讯保障、人体代谢物网络处置等功效。

无论哪个国家,舱外航天服的主体颜色都是白色,主要出于高反射率、低吸收率的思量。当航天员完全露出在外太空环境时,航天服需要高度的反光,而反光效果最好的颜色就是白色。同时,白色反射阳光热度的能力最好,可以制止航天服内部过热。其次,由于舱外靠山是玄色的,白色在太空中是最好的鉴别色。以是,现在所有的舱外航天服都是偏白色的,基于同样的缘故原由,一样平常的航天器大多也都选择浅色涂装或使用高反射率的贴膜笼罩。

3. 舱内常服

这是航天员在平安抵达空间站,最先正常事情生涯时的着装,这主要是航天员的自由选择。国际空间站中没有统一尺度,身世于空军的航天员就经常穿着自己国家的航行服,而没有军方靠山工程师或科学家就没有这样的思量,以是会在国际空间站内看到种种颜色的服装。固然,穿着通俗的衬衫裤子也不是不行,在东京奥运会的“巴黎八分钟”里,宇航员Thomas Gautier Pesquet的穿着就与地面无异。

在天宫空间站中,由于航天员全都是现役武士,会统一穿着尺度,都是蓝色连体服。1992年中国载人航天工程启动,这时的第一代航天员常服统一以蓝色作为底色。从神舟九号义务最先,航天员替换了有小立领设计的第二代航天员常服。2016,年神舟十一号替换了第三代航天员常服,增添了V字彩条代表胜利。悄悄说一句,穿着常服的航天员,真的很帅!

第三代航天员常服

现存的航天服有几种?

现在天下上能自力举行载人航天义务的国家只有中美俄三个国家,因此我们也只针对这三个国家的航天服做简朴先容。

天下上第一件被使用的航天服是苏联的sk-1航天服。1961年4月,航天员尤里・加加林穿着它进入太空。而美国的第一件航天服也降生于这一年,昔时5月,艾伦・ 谢泼德成为美国第一位进入太空的航天员。那时他穿着的舱内航天服是为应对太空舱失压的紧要情形而设计的,由那时美国水师的高性能战斗机航行员穿着的压力服加以改善制成,又名水星航天服。

现在,俄罗斯仍在服役的航天服为“猎鹰”舱内航天服和“海鹰”舱外航天服。猎鹰舱内航天服于1973年推出,至今仍在使用。人人可能会以为有些眼熟,由于每次俄罗斯飞船发射时,航天员都是穿着这个型号的航天服进入飞船的。“海鹰”舱外航天服自1977年推出,履历过多次升级换代,最新的版本于2017年更新,现在在国际空间站中使用。

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“猎鹰”(Sokol-KV2)航天服 | ***

而美国现在服役的是ACES系列舱内航天服和EMU舱外航天服。这些航天服都是在上世纪八九十年月推出的,昔时的单价在1500万美元以上,思量到通货膨胀,大致相当于今天的1.5亿美元。这批航天服生产时的设计寿命为15年,但由于一些缘故原由,NASA已经良久没有新的航天服了,因此国际空间站上的美国航天员仍然在使用这一批航天服(他们已经穿了三十多年了!!!)。这固然是存在平安隐患的,但在没有新衣服替换的情形下,这也是没有设施的事情。从2009年最先,NASA就最先投入资金,研发新一代航天服。2019年他们公布了新一代航天服,思量了月表行走的需求。不外现在这一代航天服照样在测试阶段,通过测试之后,这套航天服预计将会用于2024年的月球上岸以及未来的月球空间站。

中国现在的航天服主要有神舟飞船舱内航天服和用于出舱流动的“飞天”舱外航天服两种。

舱内航天服在前面已经先容过,是2005年随神舟五号推出的。2008年我国推出的第一代舱外航天服名叫“飞天”,用于航天员的出舱行走。这种航天服包罗背包(集成供氧净化妆置)、照明灯、电控台(照明、压力表等开关)、气液控制台(集成供氧等阀门)、电脐带(与轨道舱相连)等部门,由于那时的手艺限制,主要是仿制俄罗斯航天服,且没有配备动力装置。

现在天宫空间站中的航天员出舱时身着的是第二代“飞天”航天服,重量为130公斤,造价约3000万人民币。相比起来,着实是性价比超高的有木有!

新一代“飞天”航天服,

带来了什么惊喜?

新开发的第二代“飞天”航天服,在各方面都做了改善。

好比:

相比第一代适体性更好,能够知足身高在1.6米-1.8米之间的人穿着;

接纳拟人形态的半硬式密封结构,也就是躯干是硬式结构,而四肢是软式结构,整体接纳“后背铰链门式穿脱结构”,可以调治顺应每位航天员的体型;

举行了专门的外观设计,手臂上的线条就是参照敦煌壁画里的飞天,为白色的航天服增添了几分美感;

加长了续航时间,升级了各项系统,能够支持8小时舱外自主流动。8小时之外,还支持1.5小时分外时间和返回时间半小时;

使用次数也大大增添,从原来的2年5次增添到3年15次;

更主要的是,航天服内的90多个要害部件,完完全全都是国产的。

……

两代“飞天”航天服 | 中国科普博览

第二代“飞天”航天服内部有6层结构。

最里层是特殊防静电处置过的棉布织成的恬静层以及尿液网络装置;第二层是散热的液冷透风层,也是备份气密层;第三层是复合枢纽结构组成的可以加压的主气密层;第四层是涤纶面料的限制层,用于限制加压气密层向外膨胀;第五层是通过热反射来实现隔热的隔热层,可以应对舱外伟大的温差转变;最外面即是外防护层,由多种纤维复合织物制成,面料柔软,耐穿耐磨耐侵蚀,还能防辐射。

这六层结构可以实现真空防护、崎岖温防护和辐射防护、供氧保暖、压力调整等功效,保证航天员在舱外免受外部环境损害,得以保障生计和执行义务。

最值得一提的即是航天服最顶部的金色头盔。新一代头盔可以提供更广漠的视野。头盔内部装有摄像头、照明灯、报警指示灯和面窗。仅仅面窗就包罗了四层结构:最外一层是滤光面窗,可以凭证阳照区和阴影区来决议放下或打开,以调治入眼光线保证航天员可以在差异阶段均正常事情;中央一层是防护面窗,可以替换,主要起到防护作用;最内的两层是压力面窗,中央充氮气,可以起到隔热和防止结雾的作用。

此外,头盔外壳还装有电控台、气液控制台、气液组合插座、应急供氧管、电脐带等。为了传输航天员的各项参数,头盔上配备了无线和有线两种通讯方式,并配备有显示屏,还可以直接与地面通话。

同时,航天服接纳人性化设计,为了保证航天员操作的天真性,在臂轴承、腕轴承等主要枢纽处接纳了轴承设计,并可以为每位航天员量身定做。说出来人人或许不信,航天服枢纽处的设计,竟然和我们一样平常见到的小龙虾有关。为了平衡防护强度和天真性,工程师从龙虾尾部的层叠结构中获得了灵感,行使仿生学原理设计了一种类似的结构,既保证了强度,又知足了出舱流动的需要。

(为什么我吃龙虾就只知道啊真好吃真好吃,而工程师吃龙虾就能发现背后的原理呢??)

出舱,是一场冰与火的刀尖舞蹈

航天员在太空出舱流动有多危险?

第一个出舱流动的航天员是1965年的苏联人列昂诺夫。由于那时人类对舱外的环境一无所知,以是他遇到了许多危险,其中最危险的即是返回阶段。由于错误地估量了舱外的真空环境,他身上的航天服臌胀起来,无法进入气闸室。这种情形延续了20多分钟,列昂诺夫只得手动降低了航天服内的气压到一个对照危险的水平,最后才委曲入舱。这次事宜厥后被改编成了影戏《天涯行者》,有兴趣的盆友可以去看看~

2008年神舟七号也履历了荆棘。原本两名航天员翟志刚、刘伯明准备出舱执行义务,但打开舱门的瞬间,舱内就响起了“轨道舱火灾”的忠言提醒音。刘伯明当机立断,让翟志刚继续执行义务,自己在舱内协助。厥后经由检查才发现,火灾忠言是系统误报,神舟七号一切正常。

在太空无比庞大的环境中,纵然设计了周详的航天服,提前做好了一切准备,也无法预知下一秒钟会发生什么。事实上,每个航天员都做好了牺牲的准备,但无数科技事情者要做的,就是为他们筑起一道又一道屏障,让他们平安归来。

瞻仰星空,那里,已经多出了属于我们的“星星”,未来,也将会拥有更多属于中国的光耀。这条问天之路或许充满曲折与艰险,但永远不缺少勇气与希望。

我们等你们凯旋归来!

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