【前言】
根据资料显示,中国的舱外航天服是一件价值3000万元的“太空盔甲”,每一位航天员在执行舱外任务时,都要依靠它来抵御太空中的种种危险。
但鲜为人知的是,这件承载着航天员生命安全的装备,中国宇航员竟然在使用一次后就直接被扔掉,而美国的航天服造价五亿却可以使用无数次。
难道真的是技不如人吗?
飞天航天服
【太空探索的必备装备】
一直以来,太空是一个充满未知和挑战的领域,吸引着人类不断探索,然而,太空环境的残酷远超常人想象。
在距离地球400公里的轨道上,那里并非如科幻电影中那般静谧美好,那里没有大气层的保护,近乎真空,气压极低。
阳光直射之处,温度可高达120摄氏度,而一旦进入阴影,温度又会骤降至零下180摄氏度,更可怕的是,高能粒子辐射和紫外线如同无形的利刃,时刻威胁着生命的存在。
在这种环境下,没有特殊防护的人类,会在几秒钟内失去意识,并在极短时间内死亡,但太空探索又离不开航天员的出舱活动。
可以说,无论是空间站的建设和维护,还是进行太空科学实验,都需要航天员走出舱外,进行操作。
例如,国际空间站和中国空间站都需要航天员进行设备的安装、维护和更换,以及开展一系列的科学实验。
这些工作无法完全依赖机器人完成,需要航天员的灵活性和判断力,因此,舱外航天服便成了航天员进行出舱活动的必备装备,也是他们生命安全的最后一道防线。
它不仅要提供一个稳定的生命保障环境,还要具备灵活的机动性能,确保航天员能够顺利完成各项操作,可以说,没有舱外航天服的保护,航天员在太空中寸步难行。
事实上,舱外航天服的重要性远非一件普通的“衣服”可比,它更像是一艘微型的载人飞船,集多项关键功能于一身。
气压调节、温度控制、二氧化碳去除,每一个细节都关乎航天员的生死存亡,同时,它还要具备良好的机械性能,能够抵御太空碎片的冲击,防止被尖锐物体刺破。
正是由于舱外航天服需要满足如此多的性能要求,它的设计和制造难度可想而知,每一套航天服都凝结了大量科研人员的心血,需要经过反复的实验和测试才能最终定型。
以中国自主研制的“飞天”舱外航天服为例,其结构之复杂,工艺之精湛,令人叹为观止,从内到外,它由六层构成:舒适层、散热层、气密层、限制层、隔热层和外防护层。
每一层都承担着不同的功能,共同构成了一个完整的生命保障系统,舒适层保证航天员穿着的舒适性。
除了多层结构,舱外航天服还配备了精密的生命保障系统,供氧系统为航天员提供呼吸所需的氧气,温度控制系统调节航天服内部的温度,通讯系统则保障航天员与地面和舱内人员联系。
此外,舱外航天服还配备了饮水系统、排泄系统等,以满足航天员在舱外活动时的基本生理需求。
为了保证航天员在舱外作业的灵活性,舱外航天服的关节设计也极其复杂,在肩部、肘部、腕部、膝部和踝部等关节处,都使用了气密轴承,以减少摩擦,提高灵活性。
在需要弯曲的肘部等关节处,还采用了“虾式关节”设计,使航天员即使穿着笨重的航天服,也能轻松完成各种动作。
舱外航天服的穿脱也经过精心设计,采用背入式穿着方式,航天员只需5分钟即可完成穿脱,方便快捷。
如此复杂的结构和精密的工艺,自然导致舱外航天服造价高昂,中国第一代“飞天”舱外航天服的造价就高达3000万元人民币。
而第二代“飞天”舱外航天服在性能上有了显著提升,其造价更是难以估量,高昂的造价,一部分源于航天服所使用的特殊材料。
例如,第二代“飞天”舱外航天服使用了特殊的隔热橡胶材料和纤维织物,这些材料不仅性能优异,而且价格昂贵。
对于普通人来说,一件价值数千万元的“衣服”,无论如何也不舍得轻易丢弃,但这3000万的航天服咱们中国说扔就扔,又是为何呢?
【中美航天服差异对比】
如同文章开头所说,舱外航天服是一个让人叹为观止的太空装备,它不仅仅是一件“衣服”,更是航天员在太空中的“生命之盾”。
美国的EMU舱外航天服就是一个典型的例子,它不仅具备了保护航天员生命安全的基本功能,还配备了喷气背包,赋予了航天员在太空中的机动能力。
EMU航天服的设计堪称一绝,它集成了多种高科技元素,如气压调节系统、温度控制装置、通信设备等。
确保航天员在太空中的各项生理指标都能保持在正常范围内,它还配备了大容量的蓄电池,能够支持航天员在太空中连续工作数小时之久。
但是,这样一件高精尖的设备,其造价也是惊人的,据估计,每套EMU航天服的价格高达数千万美元。
为了节约成本,美国宇航局采取了重复使用的策略,每件EMU航天服在使用25次后,就会被送回地面进行维修和保养,然后再次投入使用。
参考信源:航天科普|顶级高奢服装揭秘:5亿美元舱外航天服很不简单 2024-02-18 11:10·北京科协
相比之下,俄罗斯的“海鹰”航天服就显得“短命”许多,它的使用次数被限制在12次,之后就会被装入货运飞船,在返回地球的过程中被高温烧毁。
但正因为如此,“海鹰”航天服的造价也相对较低,而美国宇航局对EMU航天服可谓是“爱惜有加”,时至今日,国际空间站上仅剩4套可用的EMU航天服,其余的都在地面上接受维护。
面对舱外航天服紧缺的问题,美国宇航局却难以做出决断,一方面,他们希望能够制造新的航天服,满足空间站任务的需求。
但另一方面,随着美国政府将国际空间站逐步商业化,是否继续投资航天服研制已经成为一个备受争议的话题。
如今,美国宇航局正在重启登月计划,研制新一代的xEMU航天服,与过去的航天服相比,xEMU在设计上更加人性化。
不仅采用了鲜艳的配色,还大大提高了航天员的活动自由度,即便是在地球引力下,穿着xEMU的宇航员也能轻松行走、跳跃。
当然,xEMU的研制难度和造价都非常高,据估计,每套xEMU的价格可能高达5亿美元,堪称“天价”。
与此形成鲜明对比的是,中国的航天服造价也不便宜高达3000万,但却在使用过一次就直接被扔,为何不带会地球呢?
【“飞天”舱外航天服】
2021年7月,中国航天员刘伯明、汤洪波身着新一代“飞天”舱外航天服,成功完成了中国空间站的首次出舱活动。
这一历史性时刻,标志着中国人首次在自己的空间站外自由行走,开启了中国载人航天的新篇章。
自此以后,出舱活动成为了中国空间站任务中的常规操作,航天员们频繁地穿梭于舱内舱外,执行各项维护、实验任务。
而在每一次太空“漫步”的背后,都离不开一套至关重要的装备——舱外航天服,它可谓是航天员在太空中的“生命之盾”。
不仅要在危机四伏的太空环境中为航天员提供一个安全的微环境,还要确保航天员能够灵活自如地完成各项工作,因此,舱外航天服在设计和制造上都有着极高的要求。
首先,舱外航天服必须具备良好的气密性和耐压性,以抵御太空中的高真空环境,它要能够承受剧烈的温度变化,在酷热和严寒中维持恒温。
再者,它还要具备一定的防护能力,以抵御太空辐射和微流星的撞击,它要能够满足航天员长时间出舱活动的需求,提供稳定的供氧和排废。
正是由于舱外航天服需要满足如此多的性能要求,它的制造成本也就水涨船高,据了解,目前中国空间站使用的舱外航天服,每套价值高达3000万元人民币。
而与之相比的是,专为发射和返回过程设计的舱内航天服,价格就“便宜”得多,大约在10万元左右。
有人可能会问,既然舱外航天服如此昂贵,为什么使用后不带回地球,而是选“用完就扔”呢?其实,这主要有两方面的原因。
一方面,舱外航天服体积庞大、重量惊人,带回地球会大大增加返回舱的载荷,给飞行安全带来隐患。
另一方面,经过多次在太空中使用,舱外航天服的各项性能已经发生了退化,部分关键部件可能出现老化或损坏,即便带回地球也难以重复使用。
事实上,舱外航天服的使用寿命通常被限定在3年左右,累计出舱次数不超过15次,一旦达到使用期限,它们就会被装入天舟货运飞船的货舱,随着飞船一起重返地球。
尤其是在穿越大气层的过程中,这些退役的航天服会与飞船一起,在高温中烧毁,最终化为灰烬。
尽管3000万元的舱外航天服最终难逃“粉身碎骨”的命运,但它们为人类探索太空、建设空间家园做出了不可磨灭的贡献。
每一次太空出舱,每一次太空漫步,都凝结着航天员的汗水和勇气,也承载着亿万国人的梦想和期待。
未来,随着中国空间站的建设不断推进,更多的航天员将穿上新一代“飞天”舱外航天服,在太空中续写中国载人航天的辉煌篇章。
而那些曾经保护过他们生命安全的航天服,也将永远铭刻在航天史册上,成为中华民族探索苍穹、勇攀高峰的见证!
参考信源:航天科普|“飞天”舱外航天服约3000万元,却不能带回地球,原因是啥?--北京科协--2024-03-11
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