你是世界上最昂貴的服裝,穿上你,可以在太空自由漫步。
你是航天員貼身的生命衛(wèi)士,穿上你,可以抵御太空中強(qiáng)烈的射線輻射以及烈焰、寒冰般溫差的輪番侵襲。
可是,你到底長什么樣子呢?
下面,請中國航天員訓(xùn)練中心艙外航天服研究室主任劉向陽詳細(xì)向大家介紹一下你——“飛天”艙外航天服。
六層防護(hù)結(jié)構(gòu)鑄就太空盔甲
為了對付這些太空“殺手”,我們科研人員煞費(fèi)心思,給艙外航天服安裝上了6層防護(hù)結(jié)構(gòu)(從里到外):
——最里面一層是舒適層,它是用特殊處理過的棉布制成,最大特點是絕對不起靜電,因為艙外服里面是純氧,一有靜電就會著火。
——備份氣密層,由1毫米左右的橡膠板構(gòu)成,與上肢等關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)粘貼在一起,形成相匹配的形狀。
——主氣密層,這一層所用的橡膠布的氣密程度是滴水不漏。它是個整體結(jié)構(gòu),完全覆蓋服裝主要的關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)包括軀干、背包。它既要能充氣加壓,又不能讓服裝過于膨脹,還要讓各關(guān)節(jié)活動自如,技術(shù)難度非常大。
——限制層,是用強(qiáng)度很高的材料構(gòu)成,因為無論是備份氣密層,還是主氣密層,承受的壓力是很小的?梢哉f,限制層是主承力層。
——真空屏蔽隔熱層,它由5-7層涂鋁的聚酯薄膜構(gòu)成,各膜之間用網(wǎng)絡(luò)物隔開,貼在一起形成應(yīng)對真空溫差、輻射等惡劣環(huán)境的強(qiáng)大屏蔽。
——外防護(hù)層,是一種特殊的紡織面料,目前是國內(nèi)最昂貴的布料,可以在溫度±100℃之間保持完好無損,耐磨損、反射性強(qiáng),太陽光照射上去后都反射回去了,吸收很少。
五大創(chuàng)新提高出艙工作效率
艙外航天服,是航天員在太空行走和工作的交通工具。為方便航天員出艙工作,提高工作效率,我們科研人員精益求精,對服裝的關(guān)鍵部件進(jìn)行了技術(shù)創(chuàng)新。
頭盔面窗。在太空中,保持視野清晰并非易事。出艙時,有時會遇到-100℃的低溫,頭盔面窗的溫度也會下降,而航天員口鼻中散出的熱氣就會在面窗上結(jié)霧,妨礙航天員的視野。為此,科研人員采取通風(fēng)去濕法、雙層面窗法,保障了面窗的透明度。
關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)。為了減少活動阻力,科研人員通過研究蝦外殼的結(jié)構(gòu),創(chuàng)新出套接式的關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu),既保證各關(guān)節(jié)強(qiáng)度和氣密性,又保證了靈活性。
手套。出艙行走主要靠手來完成,為保證手套有足夠的靈活性,科研人員在3年多時間內(nèi),先后對材料進(jìn)行了幾十次調(diào)配,最終確定了最佳方案。目前,該手套可以輕松握住氣閘艙外的欄桿。
氣液控制臺。它可以說是服裝的“心臟”,體積不大的盒子里,集中了20多種閥門。所有氣路系統(tǒng)要向服裝供氣,什么時候供、供多大,航天員都可以通過高度集成的控制臺來完成。
電子顯示系統(tǒng)。為了方便航天員更好地觀測數(shù)據(jù)和參數(shù),進(jìn)行出艙活動,電子顯示系統(tǒng)采取最先進(jìn)的OLED技術(shù),色彩艷麗,耐熱性能強(qiáng),可靠性高,強(qiáng)光下也能保證看得清清楚楚。
四個分系統(tǒng)合力打造舒適空間
沒有氧氣、沒有氣壓、輻射、寒冷……無論太空條件有多么惡劣,艙外航天服都能為航天員創(chuàng)造一個與地球環(huán)境類似的舒適空間,服裝內(nèi)部始終保持20℃左右的溫度。
是什么讓艙外航天服具有這么神奇的功效呢?了解了整個服裝的構(gòu)成——4個分系統(tǒng),我們就會找到答案。
與飛船一樣,艙外航天服也有環(huán)控生保系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主要任務(wù)是保證服裝內(nèi)部的溫度環(huán)境,保持通風(fēng),控制二氧化碳等有害氣體的濃度,同時采集服裝相關(guān)的信息數(shù)據(jù),比如壓力、濕度等,然后傳回地面。
第二個分系統(tǒng)是醫(yī)監(jiān)遙測系統(tǒng),它的作用是監(jiān)視服裝內(nèi)部航天員的身體參數(shù),以便地面指揮中心隨時能掌握航天員的健康狀況。地面醫(yī)監(jiān)醫(yī)保人員可通過無線方式,與航天員通話,進(jìn)行醫(yī)學(xué)指導(dǎo)。
第三個是控制顯示分系統(tǒng),負(fù)責(zé)管理艙外服上所有的控制界面和按鍵,以及顯示服裝主要技術(shù)參數(shù)的顯示屏。航天員操作艙外服,主要通過該系統(tǒng)完成。
最后一個是整體結(jié)構(gòu)分系統(tǒng),它的作用,形象一點說,就像飛船的艙體,保證有良好的氣密性,保證人生存的一個基本環(huán)境。
有了這4個分系統(tǒng)合力保障,航天員穿上艙外航天服,自然無懼太空“風(fēng)雨”了。
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