如果僅僅是載人飛船環(huán)繞地球飛行,而且飛行時(shí)間比較短,那宇航員可以在飛船內(nèi)而不需要出艙,這樣一來(lái)就相對(duì)安全些,如前幾天SpaceX公司發(fā)射龍飛船將4名乘客送上太空時(shí),他們就沒(méi)有出艙。不過(guò),當(dāng)我們?cè)诮ㄔ炜臻g站時(shí),宇航員就需要根據(jù)任務(wù)要求走出飛船,到艙外安裝設(shè)備或者維修設(shè)備,這時(shí)候宇航員顯然是不能直接裸露在外太空環(huán)境中的。因?yàn)樵谕馓窄h(huán)境非常惡劣,宇宙輻射非常強(qiáng)、溫度極低,由于沒(méi)有空氣所以是真空狀態(tài),宇航員直接暴露在外太空是沒(méi)法生存的,更別說(shuō)在外太空完成高難度的工作。所以,當(dāng)宇航員出艙活動(dòng)時(shí),都需要穿著專門研制的艙外航天服。
如此前我們神舟十二號(hào)飛船宇航員就先后完成了2次出艙活動(dòng),在宇航員的密切協(xié)同下,出艙宇航員完成了出艙活動(dòng)期間全部既定任務(wù),并安全返回到天和號(hào)核心艙。這兩次出艙活動(dòng)時(shí),宇航員都穿著我們國(guó)家研制的新一代艙外宇航服,而出艙活動(dòng)也進(jìn)一步檢驗(yàn)了我們國(guó)家艙外宇航員的功能、性能、可靠性以及安全性等,也檢驗(yàn)了航天員與機(jī)械臂協(xié)同工作的能力。
艙外宇航服其實(shí)是飛船
目前能夠制造艙外宇航服的國(guó)家只有我們中國(guó)、俄羅斯、美國(guó),而且,目前也只有這3個(gè)國(guó)家具備載人航天的能力,可見(jiàn),制造艙外宇航服、發(fā)射載人飛船難度之大,超乎我們的想象。為什么艙外宇航服那么難制造,到底難在哪里?
1、外太空沒(méi)有空氣,所以艙外宇航服既需要滿足宇航員的呼吸需要以及保持適當(dāng)?shù)膲毫?。不過(guò)為了避免艙外宇航服在太空中出現(xiàn)膨脹過(guò)度的情況,所以艙外宇航服的氣壓大約只有0.4個(gè)大氣壓,在內(nèi)部給宇航員供應(yīng)純氧的同時(shí),還需要解決宇航員呼出的二氧化碳,這是比較難的。
2、太空的溫度雖然極低,但是艙外宇航服在被太陽(yáng)光照射的那一側(cè)溫度卻相當(dāng)高,所以艙外宇航服的受熱是不均勻的,內(nèi)部要設(shè)置流體溫度控制系統(tǒng),以確保航天員的舒適。
3、外太空高輻射,所以艙外宇航服需要安裝能夠抵抗這些宇宙輻射的防護(hù)層,避免宇航服被這些宇宙輻射傷害。
4、艙外宇航服的靈活度也是大問(wèn)題,如果靈活度不夠高,意味著宇航員在艙外活動(dòng)時(shí)不能高效完成高難度的任務(wù),還會(huì)因?yàn)殪`活度低而大量消耗體力。而且,在保證艙外宇航服靈活度的同時(shí),還需要保證氣密性要良好,不然宇航服內(nèi)的氧氣就會(huì)漏掉。所以,制造一件艙外宇航服是非常困難的。為了解決這些問(wèn)題,艙外宇航服都會(huì)采用動(dòng)態(tài)密封法,即在關(guān)節(jié)的一端采用滑環(huán),關(guān)節(jié)的另一端則采用橡皮圈,緊緊地壓在滑環(huán)上,這樣既能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)又能密封。
艙外宇航服為什么不能帶回地球?
從上面說(shuō)到的艙外宇航服的情況來(lái)看,這顯然就是一艘飛船,功能實(shí)在是太強(qiáng)大了,當(dāng)然,這么強(qiáng)大的功能,也導(dǎo)致艙外宇航服的制造難度非常大、造價(jià)也非常高昂。美國(guó)此前曾經(jīng)展示了他們新一代的xEMU艙外宇航服,前期的投資達(dá)到2.5億美元,有一些專家認(rèn)為這種xEMU艙外宇航服的造價(jià)可能高達(dá)5億美元一套。對(duì)于大多數(shù)國(guó)家來(lái)說(shuō),這可以說(shuō)是天價(jià)。相比之下,我們國(guó)家以及俄羅斯的艙外宇航服就沒(méi)那么昂貴。
可能有一些朋友覺(jué)得,造價(jià)這么昂貴的艙外宇航服沒(méi)用幾次就報(bào)廢了,而且報(bào)廢以后一般不能帶回地球,這樣豈不是很可惜嗎?艙外宇航服使用的次數(shù)不多的原因有很多,其中一個(gè)就是使用的環(huán)境極其惡劣,在外太空一顆微小的小碎片都可能會(huì)給宇航服帶來(lái)一定的損傷。所以,為了安全起見(jiàn),艙外宇航服一般使用次數(shù)不多,如俄羅斯的海鷹艙外宇航服在出艙12次后就會(huì)報(bào)廢,而且在報(bào)廢以后,它就會(huì)被裝進(jìn)貨運(yùn)飛船內(nèi),跟著貨運(yùn)飛船再入大氣層然后燒毀。
造價(jià)上億美元的艙外宇航服為什么不能帶回地球,而是扔到大氣層中燒毀呢?主要還是與飛船的載荷有很大的關(guān)系,這些艙外宇航服自重達(dá)到上百公斤,如果用飛船將這些宇航服帶回地球,就會(huì)占用飛船的空間,而飛船的空間本身就是很有限的。當(dāng)然,也有一些例外的情況,如美國(guó)此前為航天飛機(jī)任務(wù)而設(shè)計(jì)的EMU艙外宇航服就能夠帶回來(lái),畢竟,航天飛機(jī)的載荷非常大,裝個(gè)衛(wèi)星都不在話下,裝幾套艙外宇航服綽綽有余。
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