宇航服背后的大包里都有什么？一个充满各种设备的维持系统

人类几千年来渴望飞行，渴望翱翔太空，为了探索天空不惜用加农炮对着天空开炮，就为了试验一下几公斤重的铅弹能对天空造成什么影响。这种期望随着近现代科学技术的发展逐渐走向现实，当热气球发明后，人类终于能够飞上天空并安全地返回，然而人们沮丧地发现，普通人体根本承受不了高空中的恶劣环境，寒冷和稀薄的空气曾让多名科学家丧命。

一战后飞机越飞越高，这种更容易操控的飞行器为人类对天空的发展提供了新的平台，为了适应更高海拔的飞行，早期简单的加压服出现。1938年，意大利飞行员Mario Pezzi身着早期简易式加压服飞到了17080米的高度，创下了活塞发动机的飞行记录。这些航空用的增压服虽然达不到宇航服的级别，但是从技术上来讲，它们几十年的发展为后者奠定了技术基础。

相比于飞行员使用的加压服，宇航员使用的宇航服因为环境不同，整体结构也更加庞大复杂，尤其是考虑到脱离飞船的太空行走或者月球行走等任务，宇航服需要配置齐全的生命维持系统，一般这套系统就在宇航服背后的那个“大背包”里。

生命维持系统是一套复杂的机械设备，它需要考虑到宇航员穿着它之后具备一定时间的独立运行能力，包括持续供氧、散热、水分补充等功能。

要在如此狭小的“背包”里容纳下这么多设备，这个背包也是妥妥的高科技了，目前全世界具备独立研发宇航服的国家也就几个常规的航天大国，可见这套设备并不简单。

我们以俄罗斯Orlan宇航服为例，它是一种一体式硬头盔的宇航服，曾被用于礼炮7号空间站和和平号空间站，是一款十分成熟的装备，那么Orlan宇航服的背包里都有啥呢？我们通过一组图来简单了解一下。

Orlan宇航服通过打开背部的背包，让宇航员从后背的方向进入宇航服，一体化的设计让它不需要一些外部软管，宇航员可以通过操控胸前的控制面板进行相应的调整。从图中打开的背部背包我们可以大概看到其内部结构：

1、monitiring unit：监测设备，用于及时掌握各系统的运行状况。

2、primary and backup fans：风扇设备，要知道宇航员穿着这么一身全封闭的衣服很快就会发热出汗，通过风扇设备让空气流通起来能增加舒适性。

3、co2 removal cartridge：二氧化碳清除设备，宇航员是需要呼吸的，所需的氧气通过气瓶供应，但是随着宇航员的呼吸，宇航服内会不断累积呼出的二氧化碳，这个设备就是清除二氧化碳保证氧气含量的机器。

4、feedwater tank：供水箱，宇航服会要求保持一定时间的独立运行能力，例如Orlan宇航服就能独立支持3小时，宇航员在闷热的宇航服里很容易脱水，因此必要的水分补充尤为重要，而太空中湿重的环境也对供水提出了不一样的要求，如何保证饮水的压力以合适的流速为宇航员补充水分也是一个小难题。

5、heat exchanger：热交换器，宇航员在宇航服内发热，仅靠衣服内的空气循环降温效果并不好，宇航服内还布有很多直径很小的软管，这些软管可以依靠内部流通的物质将衣服内各处的热量带走，这些热量就通过热交换器排出。

6、moisture seperator：水分分离器，它的作用类似于干燥机，保证宇航服内空气干爽。

7、telemetry unit：遥测单元。

8、Primary o2 Bottle ：氧气瓶，它为宇航员呼吸提供纯氧气，而不是地面上氧气和氮气的混合气体。

9、Battery ：电池组，为宇航服各用电系统供电。

10、radiostation：无线电台，这是宇航员与外界沟通的重要设备。

11、Boot：宇航服鞋子。

12、Lower soft torso:使用各种织物制成的柔软宇航服下半身。

13、Pump：泵。

14、underwear：内衬，宇航员在穿宇航服之前需要穿上的内衬。

15、water cooling garmengt：水冷服，配合热交换设备将宇航服内的热量带走。

16、hard upper torso：宇航服的硬壳结构。

17、pressure reguiators：压力调节器。

18、back up o2 boltle：备用氧气。

尽管宇航服拥有这么大一个背包，但是其内部没有一丝多余的空间，被各种系统塞得满满当当，即便如此这套宇航服也只能为宇航员维持3小时的正常运作时间。

目前人们在研制新一代宇航服时偏向于取消这个大背包，增加灵活性，至于未来的宇航服会发展成什么样，只有几十年后再看了，但人体要想在太空中漫步，或者行走于月球表面，生命维持系统是必不可少的，只是随着科技的发展可能尺寸会更小更便携。