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“无缝天衣”——神奇的航天服

2008-12-23韩吉辰

关键词:航天服大气压登月

韩吉辰

2008年9月27日下午16时,中国航天员翟志刚身穿我国自行研制的“飞天”舱外航天服,开始了他的太空漫步.你知道吗,这件舱外航天服从里到外有六层,质量为120 kg,可以支持4 h的舱外活动.舱外航天服功能齐全,简直就像是一台“小型的柔性飞船”!

宇宙航行需要“无缝天衣”

迷人的宇宙太空对于人类来说,是非常恶劣的环境.那里是一个高度真空的世界,没有可供人类呼吸的空气,没有大气压力.那里的温度也非常奇怪,被太阳直接照射的一侧,温度很高;而没有太阳照射时,温度极低.另外,强烈的宇宙辐射和太空陨石,也是威胁航天员的巨大危险.航天服里有适当的大气压强,外面是真空,从强度来说可以想象,航天服必须非常结实,否则就会发生膨胀爆裂!可以说,一旦航天员离开了飞船,他的生命安全,就全靠一身“无缝天衣”的航天飞行服来保护.

层层设防的“无缝天衣”

“无缝天衣”航天服,必须要严格符合这样的要求:首先要有良好的保暖性能,无论是在高温环境或低温环境,都能使航天员保持恒温舒适;第二,封闭性能要好,在航天服中需要充气加压,保持一个大气压强的环境;第三,要求具有防宇宙射线辐射,经受微小陨石打击的能力;最后还要灵活机动,重量要轻,以利于航天员的行走.除了这些,还要求防火、防胀、防变形,外观还要美观……

你知道吗?一件登月航天服,竟有15层之多.真可谓“层层设防”,是真正现代科技的“无缝天衣”!主要有以下5道防线:

第一道为内衣层,要求又轻、又软、又有弹性,能传热、又能透气.这里有一条奇妙的腰带,藏有一套微型监测系统,负责航天员生理上(心率、体温、呼吸)各种数据的记录,以及航天服内部的温度、辐射剂量的数据记录,作为航天员的动态监控.

第二道为调温层,用的是新技术“热管液体调温”,效率很高,有三挡可供选择.

第三道为加压层,是用特种橡胶制成的密封充气层,充满一定大气压强的氧气,供航天员呼吸使用.

第四道为约束层,有两个作用:把第三层约束成衣服外形,同时协助最外层抵御微小陨石的袭击.它还有极好的隔热效能,阻止内外热量交流.

第五道为保护层,利用特殊合成纤维制成的高强度“防弹衣”,要抵御像枪弹一样飞来的微小陨石的袭击,又要能吸收宇宙射线的能量.

航天员穿的登月航天服,上面是透明的头盔,加上背上的“旅行背包”,超过100 kg.这个“旅行背包”非常重要,是一个完整轻便的生命维持系统,后背上的生命维持装置包括氧气瓶、水罐、通风装置、一组电池以及泵和过滤装置(在主要装置失灵时,它可提供30 min的氧气).“旅行背包”的上端是一个带天线的无线电设备,可以与地面进行联系.

最昂贵、最沉重的“无缝天衣”

世界上最早的登月航天服,是使用了当时用最先进的技术和最优异的材料制出来的,是世界上最昂贵的服装(它的外表还要镀上一层黄金呢,目的是反射各种辐射),耗资高达100万美元!如果加上研制试验费用,数字更为惊人.

它还是世界上最沉重的服装,达100 kg以上,要是在地球上穿上它,你会“寸步难行”.可是在月球上,它的质量却变成只有近20 kg了,因为月球的引力要比地球小多了,只有地球上的1/6.在后来的几十次太空飞行中,太空服又经过不断改进,成本有所降低,重量也有所下降,伴随着航天员完成了一次又一次的壮举!

“无缝天衣”太空航天服,是人类智慧的结晶,为人类的航天事业作出了卓越的贡献,必将载入科技史册!

责任编辑 蔡华杰

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