潘莹、卫宁):此次执行“神七”出舱任务的航天员将分别穿着俄罗斯和中国研制的舱外航天服执行出舱任务。其中,中国研制的舱外服被命名为“飞天”,是中国科研人员历经四年时间研制出来的。关于这件舱外服,还有许多鲜为人知的小“秘密”。
服装是小型飞行器
此次航天员系统舱外服分系统主任刘向阳介绍说,舱外服作为在航天员出舱时的必要装备,是航天员在宇宙辐射、高低温剧烈变化和真空的环境下生存和工作的基本保证。它不仅仅是一件衣服,而是一个具有类似飞船功能的小型飞行器。
刘向阳说,舱外服的气密良好,它能保证人在太空中基本生存的压力;有供气系统,能提供航天员的呼吸用氧和服装自然泄漏用氧;有热控制功能和制冷系统,为航天员提供舒适的温度。为了监视服装状态,中国科研人员还在舱外服内部设置了传感器和显示器,压力、温度等信号将显示在航天员胸前的显示器上,大多数信号还会下传到地面飞控中心。此外,舱外服本身还具有无线通信功能,航天员出舱行走的时候,舱外服和母船之间采用无线通讯的方式进行沟通。
五分钟穿脱120公斤重的舱外服
航天员系统舱外服分系统主任刘向阳介绍说,舱外航天服单套服装重量约为120公斤。
据介绍,舱外航天服的重量虽然很重,但是由于太空中失重的原因,所以航天员并不会感觉重,熟练的航天员只要五分钟的时间便可以进行穿脱。在出舱之前,航天员要对航天服做大量的准备工作,包括在轨组装航天服,更换各种消耗品,进行失重训练,还要用氧气对航天服内部进行冲刷,将服装内的氮气用纯氧置换出来,让服装内产生纯氧环境。刘向阳说,航天员从开始穿舱外服出舱到返回舱内脱去舱外服,不算舱外活动时间,至少也要经过两个小时。
舱外服一次性使用价值3000万
据航天员系统舱外服分系统主任刘向阳介绍,航天服的单套造价约为3000万元人民币,执行神七任务后将被丢弃。
刘向阳介绍说,航天服的单套造价虽然看上去很高,但整个研制费用还是比较省钱的,美国的舱外服每套造价为三千万美金,而“飞天”舱外服仅是美国的几分之一。
刘向阳介绍说,神七航天员的出舱任务约为半小时,而舱外服的实际出舱活动能力时间应该可以达到5个小时,甚至6、7个小时也没有问题。此外,如果更换消耗品的话,舱外航天服可重复使用五次左右。但是由于飞船返回舱容量有限,无论是重量还是空间都不能容纳航天服,因此在任务完成后舱外服将被放在轨道舱里丢弃。
中俄舱外服PK中方性能领先
执行此次出舱任务的还有俄罗斯“海鹰”舱外服,这是目前俄罗斯航天员出舱所穿的舱外服。通过地面测试,“飞天”舱外服的性能指标并不比俄罗斯舱外服差,在某些性能上还优于俄罗斯产品。
刘向阳介绍说,航天员出舱活动主要依靠上肢,而“飞天”舱外服在关节操作活动性上优于俄罗斯产品,关节活动的阻力明显要小。第二个区别是中方舱外服的信息采集和传输的系统更为先进。采集和传输的数据更多,可以全面监视服装的状态,通过胸前的显示器,航天员可以对服装状态有更多了解。此外,在使用的材料上,各性能指标上很多参数要超过俄罗斯航天服的性能指标。头盔面窗的视野和尺寸都比俄罗斯舱外服要大。
“‘飞天’舱外服现在和俄罗斯‘海鹰’最大的差距是出舱活动时间,海鹰可以实现8个小时,而飞天目前的指标是4-5个小时。”刘向阳说。
镀金面窗全力保护航天员
“飞天”舱外航天服是为执行任务的航天员量身打造的,采用了多种防护手段,对航天员进行严密保护,包括采用镀金结构的面窗。
航天员系统舱外服分系统主任刘向阳说,航天服的身体和上肢下肢部分,航天员可以根据自己的身材进行调节,内衣和手套是根据航天员的不同特点定制的,每个人的服装都有不同的编号。以舱外服手套为例,科研人员将每个航天员的手部进行三维扫描,进行数据分析,确定执行任务的航天员后,就选用与他配套的手套。
舱外服对航天员的保护非常严密,采用多层材料反射热量和光线,胸甲部分采用铝合金材料,对太空中的高能粒子有一定阻挡作用。刘向阳说,航天员所佩戴的头盔面窗,虽然看上去是透明的,实际上分四层,除压力防护外,还可以防止意外磕碰,最外面的滤光层是镀金结构,迎着太阳的时候把它放下,光线就不会照到眼睛。