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太空服面面观

2022-03-10高峰

阅读(科学探秘) 2022年2期
关键词:液冷航天服头盔

高峰

舱外航天服相当于一个微型载人航天器。虽然看上去貌不惊人,但它是航天员生命安全的保障,代表着高科技领域的尖端技术,是一个国家载人航天实力的重要体现。

太空中的环境极为恶劣,为了抵御强辐射、高低温等不利条件,舱外航天服必须为航天员提供安全、有效的环境防护、密闭空间的环境控制和生命保障。

新一代舱外航天服高2米左右,重120多千克。虽然看上去很厚重,实际上重而不笨——穿上“战袍”的航天员既能抵御太空的环境风险,还能灵活行动、完成任务。

舱外航天服对于真空、辐射和高低温的超强防护作用,主要源自服装的多层设计。

航天服的最里層是衬里和尿收集装置,衬里外是用于散热的液冷通风层,将水作为冷却液来冷却航天员身体散发的热量,液冷通风层外是用于产生一定压力的加压气密层,再外一层是限制加压气密层向外膨胀的限制层,限制层外是对付舱外大温差变化的隔热层,最外面则是保护层,由多种纤维复合。

舱外航天服的灵活性,离不开精巧的设计。中国舱外航天服采用头盔和躯干一体化的设计。四肢可以调节,利用仿生结构,上下肢关节处使用了气密轴承,使关节活动更自如,可以满足从1.62米到1.80米的航天人群穿着使用。

虽然舱外航天服有120多千克重,但穿脱起来极为方便、快捷。舱外航天服穿上只需要5分钟。

在真空中,人体血液中的氮气会变成气体,因此必须给航天服加压充气,否则,航天员就会因体内外的压差悬殊遭遇生命危险。

在舱外航天服的制作上,每一道工序和工艺都必须精益求精。仅做一副舱外航天服下肢限制层就要耗时260多个小时,而装配一套舱外服更是需要近4个月的时间。一套由100余个单机产品组成的舱外航天服在单机研制生产和系统总装过程中要经过严格的自检、互检、专检3道程序,还要进行环境试验、压力性能试验和工效验证与评价等,确保质量万无一失。

作为在太空中观察外界的窗口,舱外航天服的头盔面窗有4层结构——里层是双层的压力面窗,中间层充氮,起到隔热和防结雾作用,外层则是在轨可更换的防护面窗。

为了让头盔绝对安全可靠,制作使用的承压材料要经过多轮选择、测试,而除尘、粘胶、缝合、密封等47道工序,需要花费两个月。

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