名字叫“飞天”,重量120公斤,造价约3000万元人民币,可靠系数0．997,可以支持4个小时的舱外活动……
神七航天员出舱行走,舱外航天服是关键.
中国研制的舱外服是什么模样?在航天员出舱行走过程中到底会起到什么样的作用?来自中国航天员科研训练中心的设计师们一一揭开这些数字背后的“谜底”.
穿在身上的“飞船”
最高能达到2米,躯干像盔甲,四肢像面包,再背上1．30米的大背包……谁要是在大街上穿上这么一身“行头”,一定会被当作“天外来客”.
这就是中国的舱外航天服,在没有加压的状态下,软软地躺在中国航天员中心一间实验室里.
服装通体纯白,从上到下依次是头盔、上肢、躯干、下肢、压力手套、靴子.从内到外,则分为6层：由特殊防静电处理过的棉布织成的舒适层、橡胶质地的备份气密层、复合关节结构组成的主气密层、涤纶面料的限制层、通过热反射来实现隔热的隔热层、最外面的外防护层.服装的四肢装有调节带,通过调节上臂、小臂和下肢的长度,身高1．60米－1．80米的人都能穿上这套衣服.
壁厚仅1．5毫米的铝合金躯干外壳上密集着各种仪器：电控台、气液控制台、气液组合插座、应急供氧管、电脐带.仅是十几厘米见方的电控台里,就有照明、数码管控、机械式压力表等9个开关,气液控制台里的阀门更是多达20多个.
这完全就是把飞船的控制台整个搬到了航天员身上.别说是怎么操作,就是每个开关的位置,要记得一清二楚,也不是件容易的事——难怪航天服手腕处装有一面小镜子,航天员可以通过镜子,随时察看自己身上的各种开关.
专家解说（航天医学工程总体研究室主任刘伟波）：舱外航天服是我国第三次载人航天飞行中最难的一项技术.虽然都是航天服,舱外服跟舱内服完全不一样.舱内服只保证压力,但舱外服什么都要管.飞船的大多数功能,都要在舱外服里实现.可以说,舱外服就是一个穿在身上的小型飞船.
总的来说,舱外服为航天员提供3方面的保障.一是辐射、真空、微流尘等环境的防护；二是生命保障,也就是要保持一个适合人生存的气体和温度湿度环境；三是良好的功效保障,保证航天员穿着舱外服能开展维修器材等太空作业.
舱外服必须足够复杂、具有一定的强度,才能实现以上这些功能.
“重而不笨”的中国特色
这么重的一套衣服,在天上还要加压“充气”.航天员穿上后,会不会变成行动困难的“巨无霸”?
答案是否定的.重而不笨、行动灵活,是中国舱外航天服的一大特点.设计师们在上肢的肩、肘、腕和下肢的膝、踝等关节处,使用了气密轴承.在轴承的作用下,航天员的手脚可以随意转动,同时能严格保证气密性.手背则用上了可以翻折的热防护盖片,不仅能提高手指的热防护能力,还能保证手指的关节活动性.
舱外用的手套,看上去特别厚实.把大拇指以外的4个指头缝合在一起的话,有点像拳击手套.手背为白色,手心和指头是灰色的——密密麻麻的灰色橡胶凸粒,具有防滑和隔热的作用.航天服虽然是“批量”生产的,手套却是用国际上先进的“三维数字扫描”技术,为每位航天员量身定做的.
出舱活动主要靠手完成操作和“行走”,手套必须灵活,同时又得有相当的厚度以保证气密性、隔热性,这在材料与工艺上几乎是矛盾的.科研人员经过无数次试验,终于制造出了既安全又灵活的手套.中国舱外服的手套灵活性国际一流,航天员能够轻松握持直径为25毫米的物体.
航天服的左臂上印着鲜红的国旗,右臂上有两个大字：“飞天”.
专家解说（航天服研究室主任刘向阳）：“飞天”是中国研制的第一代舱外航天服,整体设计和各部件的设计、组装都是中国人自己完成的.就完成目前任务的能力而言,接近国际水平.
这套舱外服有很多我们独有的特点.在关节上,科研人员巧妙地利用了仿生结构,使关节活动更自如.电控系统上,中国舱外服全部采用数字信号处理,显示屏则采用了国际上最先进的OLED技术,使显示器更大、更薄、更省电、更能耐受高低温,显示色彩更艳丽,以方便航天员查看.
舱外服就单个设备而言,功能不一定强大,但在系统的集成上具有优势.
穿起来很“麻烦”
舱外服是门大学问,穿舱外服同样不简单.这是记者在低压舱训练中看到的一幕——两名航天员从准备间走进实验舱,纯白和纯蓝色的紧身液冷服,把他们从头到脚包得如同电影里的“蜘蛛侠”.在工作人员的协助下,他们像虫子钻进蚕蛹一样,进入了航天服.
与其说是“穿”航天服,不如说是“坐”航天服——两名航天员小心翼翼地把双腿伸进航天服的下肢,臀部放在航天服的背包沿上,然后关闭背包门,把自己裹在了庞大的航天服中……
这个过程也就一两分钟.但之前的准备工作需要花不少时间：航天员在穿上贴身内衣以后,首先要穿一件能够测量心跳、体温的生理背心,接下来是防静电的连体内衣,第4层是给人体散热的液冷服,然后戴上通讯装备,最后才穿舱外服.
穿衣服全程搬到天上,就更复杂了.虽然120公斤的重量在失重状态下不会对航天员造成负担,但在太空进行任何精细的操作都是很困难的.
神七飞行结束后,手套将随返回舱带回地面.由于体积、重量的限制,费这么大劲儿穿上的舱外航天服,在完成出舱任务脱下后,只能留在天上了.
想到这套衣服3000万元人民币的价值,好可惜……
专家解说（航天员选拔训练研究室主任吴斌）：飞船发射时,舱外服是打包固定在轨道舱壁上的,因此航天员首先要启封服装,然后把各部分组合成一件完整的舱外服,再把净化器、氧瓶、电池、无线电遥测装置等可更换部件装上航天服.进入服装后,还要对服装进行尺寸调整、气密性检查和全性能测试.一切正常,这才算“穿好”了舱外服.在“穿衣”的过程中,执行出舱活动的航天员与留在轨道舱的航天员互相配合,一人操作时,另一人就读操作手册并进行确认,以确保所有操作万无一失.
这是个非常细致而又累人的活.比如,“舱外服启封”项目分为21个操作单元,其中仅仅是“解开舱外服的包装物”又包含了12个大步骤,每个步骤分为用工具钳剪开固定舱外服的钢丝和带子、用工具卸掉扳手和螺丝等数十个动作.
整个过程长达近15个小时.神舟六号任务结束后,航天员训练的一项主要内容,就是操作舱外航天服
