航天服通過氣密軸承保證航天員隨意轉動
http://www.zouyunfu.com我國航天員將于27日下午4時30分進行太空行走。這意味著，中國研制的“飛天”艙外航天服也將與出艙航天員一起暴露于太空中。航天員系統艙外航天服分系統主任劉向陽向我們解開艙外航天服之謎。
神七航天員出艙行走，艙外航天服是關鍵。中國艙外航天服名字叫“飛天”，一件重120公斤，不過上天之后就沒有重量的感覺了。劉向陽介紹，“飛天”艙外航天服單套價值高達3000萬元人民幣。但總體上講，我們的艙外服研制還是比較省錢的。艙外航天服可靠系數為0.997，可以支持4個小時的艙外活動……
“飛天”艙外航天服從2004年7月開始進入研制過程，到2008年7月，完成了所有的研制工作。劉向陽說，整個服裝的研制經歷了方案階段、初樣階段和正樣階段。整個過程中先后做了10多套艙外航天服。經過航天員試穿和相關的訓練，證明我們的“飛天”艙外航天服可以滿足神七任務的要求。
神七任務航天員出艙活動時間在半個小時左右，而“飛天”艙外航天服具備4個小時的出艙能力，還有1個小時的備用時間。實際做試驗時，可以達到的時間更長，但指標任務是4個小時。
“飛天”艙外航天服高能達到2米，軀干像盔甲，四肢像面包，再背上1.30米的大背包……很像一件加厚、特大碼的羽絨服。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。
艙外航天服從內到外分為6層：由特殊防靜電處理過的棉布織成的舒適層、橡膠質地的備份氣密層、復合關節結構組成的主氣密層、滌綸面料的限制層、通過熱反射來實現隔熱的隔熱層、外面的外防護層。服裝的四肢裝有調節帶，通過調節上臂、小臂和下肢的長度，身高1.60米~1.80米的人都能穿上這套衣服。
艙外航天服軀干的設計厚度為1.5毫米，鋁合金軀干外殼上密集著各種儀器：電控臺、氣液控制臺、氣液組合插座、應急供氧管、電臍帶。僅十幾厘米見方的電控臺里，就有照明、數碼管控、機械式壓力表等9個開關，氣液控制臺里的閥門更是多達20多個。這完全就是把飛船的控制臺整個搬到了航天員身上。難怪整套服裝的造價達到3000萬元人民幣左右！
劉向陽說，艙外航天服是我國第三次載人航天飛行中難的一項技術。雖然都是航天服，艙外服跟艙內服完全不一樣。艙內服只保證壓力，但艙外服什么都要管。飛船的大多數功能，都要在艙外服里實現。可以說，艙外服就是一個穿在身上的小“航天器”。
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、微流塵等環境的防護；二是生命保障，也就是要保持一個適合人生存的氣體和溫度濕度環境；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。
重而不笨行動靈活
艙外航天服重量為120公斤，高能達到2米，形體龐大。航天員穿上后，會不會變成行動困難的“巨無霸”？
答案是否定的。重而不笨、行動靈活，是“飛天”艙外航天服的一大特點。設計師們在上肢的肩、肘、腕和下肢的膝、踝等關節處，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動，同時能嚴格保證氣密性。手背則用上了可以翻折的熱防護蓋片，不僅能提高手指的熱防護能力，還能保證手指的關節活動性。
艙外用的手套，看上去特別厚實。把大拇指以外的4個指頭縫合在一起的話，有點像拳擊手套。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”生產的，手套卻是用國際上先進的“三維數字掃描”技術，為每位航天員量身定做的。
出艙活動主要靠手完成操作和“行走”，手套必須靈活，同時又得有相當的厚度以保證氣密性、隔熱性，這在材料與工藝上幾乎是矛盾的。科研人員經過無數次試驗，終于制造出了既安全又靈活的手套。“飛天”艙外服的手套靈活性國際，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，右臂上有兩個大字：“飛天”。劉向陽說，“飛天”的整體設計和各部件的設計、組裝都是中國人自己完成的。這套艙外服有很多我們獨有的特點。在關節上，科研人員巧妙地利用了仿生結構，使關節活動更自如。電控系統上，“飛天”艙外服全部采用數字信號處理，顯示屏則采用了國際上先進的OLED技術，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。
艙外航天服將留在太空
研制艙外服是門大學問，穿艙外服同樣不簡單。兩名航天員需要先把雙腿伸進航天服的下肢，臀部放在航天服的背包沿上，然后關閉背包門，把自己裹在龐大的航天服中。
這個過程也就一兩分鐘。但之前的準備工作需要花不少時間：航天員在穿上貼身內衣以后，首先要穿一件能夠測量心跳、體溫的生理背心，接下來是防靜電的連體內衣，第四層是給人體散熱的液冷服，然后戴上通訊裝備，后才穿艙外服。
穿衣服全程搬到天上，就更復雜了。雖然120公斤的重量在失重狀態下不會對航天員造成負擔，但在太空進行任何精細的操作都是很困難的。
劉向陽介紹說，飛船發射時，艙外服是打包固定在軌道艙壁上的，因此航天員首先要啟封服裝，然后把各部分組合成一件完整的艙外服，再把凈化器、氧瓶、電池、無線電遙測裝置等可更換部件裝上航天服。進入服裝后，還要對服裝進行尺寸調整、氣密性檢查和全性能測試。一切正常，這才算“穿好”了艙外服。在“穿衣”的過程中，執行出艙活動的航天員與留在軌道艙的航天員互相配合，一人操作時，另一人就讀操作手冊并進行確認，以確保所有操作萬無一失。
神七飛行結束后，手套將隨返回艙帶回地面。由于體積、重量的限制，費這么大勁兒穿上的艙外航天服，在完成出艙任務脫下后，這套價值3000萬元人民幣的航天服只能留在太空了
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