航天員在執(zhí)行出艙活動漫步太空可不是一件簡單的事情,面臨著各種各樣的挑戰(zhàn)、威脅。這也是為什么每次出艙活動之前,航天員和地面的工作人員都需要做好充分的準備的原因。例如地面的工作人員需要對太陽活動進行預測,看看在執(zhí)行出艙活動的時間段有沒有出現(xiàn)太陽活動,或者出現(xiàn)其他惡劣的空間天氣狀況。

而在軌的航天員需要對艙外航天服進行檢查,確認安全,做好各項準備工作后,航天員才能執(zhí)行出艙活動。當航天員執(zhí)行出艙活動時,他們都要穿上艙外航天服,無一例外,不僅我國的航天員是這樣,美國、俄羅斯或者其他國家的宇航員在國際空間站執(zhí)行太空執(zhí)行任務也是如此。

當航天員從飛船、空間站進入外太空,直接進入空曠的太空中,完全處于失重的狀態(tài),沒法用腳行走。為了方便航天員在執(zhí)行出艙活動時,空間站、飛船外壁不是完全平整的,而是會安裝一些扶手或者其他的裝置,讓航天員在艙外移動可以通過手去抓扶手,或者通過機械臂或者其他的裝置來移動身體。

航天員在執(zhí)行出艙活動之前需要通過一個氣閘艙,氣閘艙一般有2個艙門,一個艙門直接同向外太空,可以稱為“外艙門”,另一個艙門則和飛船或者空間站連接,可以稱為“內(nèi)艙門”。當航天員在空間站、飛船內(nèi)穿上艙外航天服后就會打開內(nèi)艙門從飛船、空間站進入到氣閘艙,然后關閉內(nèi)艙門,把氣閘艙內(nèi)的空氣抽走到真空狀態(tài),這時候就可以打開外艙門進入外太空了。

當航天員進入外太空后,在外面開展一系列的工作,包括進行艙外維修、艙外設備安裝等,在完成這些工作后,航天員會再次打開外艙門進入氣閘艙,然后關閉外艙門,給氣閘艙加壓后才能打開內(nèi)艙門進入飛船、空間站內(nèi)。

除此之外,航天員在出艙之前還需要進行吸氧排氮。因為空間站內(nèi)的氣壓和地面是一樣的,但是在執(zhí)行出艙活動時,艙外航天服內(nèi)的氣壓只有0.3-0.4個大氣壓,穿上艙外航天服后還不能馬上出艙,先進入氣閘艙進行高低壓環(huán)境的過渡,還要吸氧排氮,這樣一來就能避免出現(xiàn)減壓病。

此前航天員湯洪波曾經(jīng)表示整個出艙活動的流程是非常復雜的,在執(zhí)行出艙活動之前需要準備很多天時間,而且在出艙活動的當天,航天員也需要花幾個小時做好準備工作才能打開艙門去執(zhí)行出艙活動。

艙外航天服穿十幾次就扔?
可以說,沒有艙外航天服就不能執(zhí)行出艙活動。因為外太空環(huán)境極為惡劣,在空間站、飛船內(nèi)生活、工作,飛船、空間站可以保護航天員的安全,避免遭到宇宙輻射的傷害,或者避免空間小顆粒的撞擊。而在執(zhí)行出艙活動時,航天員就會離開飛船、空間站的保護,必須穿上艙外航天服才行。而艙外航天服本身就相當于一艘迷你的載人飛船,為航天員提供一個恒溫恒壓的環(huán)境,還能屏蔽大部分宇宙輻射和一些空間小顆粒的撞擊。

由于艙外航天服直接進入到外太空,所以艙外航天服的研制、制造很復雜,技術含量相當高。艙外航天服由服裝、頭盔、手套和航天靴等組成,其中服裝是最復雜的,它由多層組成。在艙外航天服的背部還有提供氧氣等維持生命所需各種條件的便攜式生命保障系統(tǒng)。

由于從空間站、飛船進入外太空需要進行減壓過渡、吸氧排氮等過程,很復雜,所以在執(zhí)行出艙活動的時候,航天員不能頻繁回到氣閘艙,一出到外太空可能就是幾個小時,時間比較長,所以艙外航天服內(nèi)還會有飲水袋,還有一個放置食物棒的長孔,航天員只要一伸嘴即可以吃到美味可口的棒狀食品。當然,在執(zhí)行出艙活動的期間,航天員也不能回到飛船、空間站內(nèi)大小便。

當前我們空間站上使用的是第二代“飛天”艙外航天服,高度達到2米左右,重達130多公斤。和第一代艙外航天服相比,新一代艙外航天服可以支持更長時間的艙外活動,重復使用次數(shù)更多,關節(jié)處更加靈活,所以艙外航天服的可靠性、舒適性都有了大幅度的提升。

雖然艙外航天服進行了升級,使用次數(shù)也從幾次提高到了不少于15次,但始終都是沒法永久使用。因為在執(zhí)行出艙活動時航天員穿著艙外航天服直接暴露在外太空惡劣的環(huán)境中,宇宙輻射很強、還可能有空間小顆粒的撞擊,而且在進出艙、艙外移動過程中也難免會出現(xiàn)磨損的情況,為了航天員的安全,艙外航天服的使用次數(shù)是有限制的。

目前我國空間站的3套艙外航天服已經(jīng)支持航天員完成了21次出艙活動,保障了19名航天員、42人次成功完成出艙活動。單件艙外航天服的使用次數(shù)最高達到了19次,已經(jīng)超額完成了“3年15次”的壽命設計指標。

雖然超出了“3年15次”的壽命設計指標,但我們的艙外航天服性能穩(wěn)定,可以延壽使用,問題不大。因為在執(zhí)行出艙活動之前,航天員會對艙外航天服進行檢查,確認沒問題才會進行出艙,如果發(fā)現(xiàn)艙外航天服破損或者存在其他的問題,那可能就會更換新的艙外航天服了。

為何不能帶回地球?
可能有一些網(wǎng)友好奇,艙外航天服造價那么高,使用次數(shù)達到上限后,性能不足以支持繼續(xù)使用了,為什么不能帶回地球呢?

理論上來說,艙外航天服是可以帶回地球的,但在實際情況中,不一定會把它們帶回來。因為艙外航天服比較大,高約2米、重約130公斤,帶回來的話需要占用飛船內(nèi)很大的空間。

我國現(xiàn)在只有神舟載人飛船返回艙能夠從空間站帶這些物資會地面,如果想要將這些艙外航天服帶回地面的話,那飛船返回艙內(nèi)就沒有多少空間給航天員了。畢竟飛船返回艙內(nèi)空間不是很大,下行能力也有限。不過,當我們未來有了可以重復使用的貨運飛船后,我們就能將艙外航天服或者其他的物品帶回地面了。





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