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词条 太空服
释义

航天服是航天员进入太空必须穿的服装,一般由压力服、头盔、手套和靴子等组成。航天服、是保障航天员生命安全的最重要的个人救生设备。

分类

航天服按用途可分为舱内航天服和舱外航天服两大类,分别有软式、硬式 和软硬混合式结构。相比之下舱内航天服的结构与功能较为简单,舱外航天服的结构复杂,具有更加全面的防护性能和功能。无论是舱内航天服还是舱外航天服,都必须选用特殊的材料,采用特殊工艺,经过特殊的加工、制作和各种试验后才能够完成,尤其是舱外航天服造价可达上千万美元,真可谓是世界上最昂贵的服装。

作用

舱内航天服

顾名思义,舱内航天服是航天员在航天器内使内使用的航天服,航天员在航天器发射、返回和在轨道运行期间发生密闭舱失压等事故时,必须穿上舱内航天服。航天服因具有充压和加压的重要功能,将起到保护航天员生命安全的关键作用。舱内航天服通常是为每一位航天员定做的,它是在高空飞行密闭服(简称压力服)的基础上发展起来的。压力服的特点是,当它在充气加压时可呈拟人状态,人在其内全身可处于同一均匀的大气压力环境中。当航天员在舱内使用航天服时,必须将航天服与舱内环控生保系统连接使用,舱内航天服工作时应与舱内通风供氧装置连接,它的主要作用是在人体周围创造适宜人生存和工作的微小气候环境,用于防护低压环境对人体的危害,如有需要也可增加对高温、低温或有害气体环境对人体危害的防护作用,如果应急救生时间较长,根据需要也可配置尿收集装置,使航天服还具有收集和储存航天员尿液的功能。舱内航天服一般由航天头盔、压力服、通风和供氧软管、可脱戴的手套、靴子及一些附件组成。航天头盔,一般带有密闭的启闭机构和球面形的全景面窗。压力服,是航天服的主体,一般为连体式,具有很好的气密性,能够在充气加压时保持拟人形态,并保证人体关节活动的一定范围。

航天手套带有密封轴承的腕部断接器,既可以把航天手套戴在压力服的袖口上,并保证气密性,也可以将手套脱掉。靴子,有与压力服构成整体的靴子(不单独使用),也有具有断接器的可穿脱密土封靴子,还有可穿在压力服限制层的套靴。航天服通风供氧软管,应与舱内通风供氧装置相连,在正常情况下,能够给穿着航天服的航天员提供全身的通风,使航天员处于相对舒适的环境中:当座舱出现压力应急时,给服装通风的风机会自动关闭,使航天服处于密封供氧状态,应急供氧装置通过服装供氧软管将氧气送入航天服内,一部分氧气将进入头盔内供航天员呼吸及头部散热,然后由压力调节器排出。

舱外航天服

舱外航天服实际上是最小的载人航天器,是航天员走出航天器到舱外作业时必须穿戴的防护装备。舱外航天服大约重275磅,除了具有舱内航天服所有的功能外,还增加了防辐射、隔热、防微陨石、防紫外线等功能,在服装内增加了液冷系统(液冷服),以保持人体的热平衡,并配有背包式生命保障系统。舱外航天服主要由外套、气密限制层、液冷通风服、头盔、手套、靴子和背包装置等组成,是一种多层次、多功能的个人防护装备。它的结构特点是:采用硬质的上躯干,上面装有双臂和生命保障系统组件,头盔与上躯干为一整体,不能跟随航天员头部运动,通过气密轴承和一个自由度的关节连接来保证四肢各关节的活动性能。有硬结构,也有软结构部分,是混合式结构,软的部分采用气囊和约束结构。外套是由多层防护材料组成的真空隔热屏蔽层,具有防辐射、隔热、防火、防微陨石的功能。气密限制层是舱外航天服最重要的部分,通常选用无毒性、重量轻、抗压强度高、伸长率小的织物和像胶材料制成,它的作用是保持服装气密,限制服装膨胀,使各大关节具有一定的活动度。液冷通风服穿在气密限制层内,在服装的躯干和四肢部位有网状分布的塑料细管,液体流过时可将热量带走。此外还装有通风管。头盔有两种,均通过颈圈与服装连接,一种是面窗可随意启闭,在应急减压时可自动或手动关闭并自锁;另一种是由聚碳酸酯模压成头形壳体,平时不戴,必要时戴上。头盔外还有防护罩和护目遮阳装置。手套、靴子与服装通过断接器连接,袜子和气密限制层连成一体,通常有3种型号供选用。 背包装置,又被称为便携式生命保障系统,主要由氧源(气瓶)和供气调压组件、水升华器和水冷却循环装置、空气净化组件、通风组件、通信设备、应急供氧分系统、控制组件和电源、报警分系统、遥测分系统等组成。它能够为航天员提供呼吸用氧,并控制服装内的压力和温度,清除航天服内二氧化碳、臭味、湿气和微量污染。当航天员出舱活动时,将背包装置与舱外航天服配套使用,可以保证航天员在舱外活动长达8-9小时之久。当舱内生命保障系统发生故障时,也可为航天员提供应急生命保障 。

制作

太空服从基本设计上有这么几层:

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,藏有一套复杂的微型监测系统,负责生理上(心率、体温、呼吸)各种数据的记录,以及太空服内部的温度,辐射剂量的数据,作为对宇航员的动态监控。

第二道为调温层,用的是新技术“热管液体调温”,在这一层排列有大量聚氯乙烯细管,管中流有一种液体,通过液体的流动可以调节太空服的温度,效率很高。温度有三个档次可供选择,由宇航员自己控制。

第三道为加压层,是用特种橡胶制成的密封充气层,充满一个大气压强的空气,因为在宇宙真空中必须防止低气压。

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。

事实上真正的太空服还不止这几层,像美国的太空服多达15层。这还不算宇航员背负的背包。这个背包连接着太空服,构成了一个完整的生命维持系统。包括诸如温度、湿度、气压、通风、循环、监测、过滤、供电、供氧等等自动和手动设备。除此以外,美国的太空服还装有飞行系统,24个喷气嘴可以由宇航员随时调控自己的飞行路线。还要有电子通讯系统等。

太空服不仅要用高强度的涤纶等材料,还要辅以多种金属和胶粘剂等,这样一件“衣服”实在是既贵且重。美国的一套太空服价值超过1亿元人民币。由于太空服都被各自的生产国当成机密,所以普通人不可能知道其生产的细节和具体材料。一个国家的太空服技术水平,往往也代表着这个国家的综合科技水平。

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更新时间:2025/1/9 9:37:04