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中国航天员舱外服重120公斤,但太空中失重,为什么仍非常累人?

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神舟十二号飞船发射已经有一周时间了,近日爆料出来的图像显示,核心舱大柱段内的包裹已经基本收纳完毕,汤洪波和刘伯明也已经将舱外航天服转移至气闸舱内,进行了气密性、电子仪器等方面的检查。



出舱行走最重要的设备就是舱外服,中美俄的舱外服设计大体上都是相同的,主要具备具备防辐射、温度调节和压力调节等功能,还有完备的生命保障系统;应用前都需要再进行最后一次气密性检查,近日汤洪波就对舱外服充气,检查了舱外服的气密性和关节等处的活动性。整备完毕后航天服就留在气闸舱,航天员将在十几天后择机进行一次出舱任务。



舱外服其实就是一个小型的飞船,后部一个柜形的装置,有一道柜门,它相当于飞船的舱门,而且开口也足够大,穿戴时航天员就是从舱外服的背部钻进去,宇航员从这里进入,然后密闭,在气闸舱内气压调节好之后出舱行走。我国新一代的航天服也有一些我们自己的创新,关节等处采用了新型设计,类似于虾的外骨骼一节套一节,保证密闭性的同时还保证了很好的活动性。



由于携带着众多的生命保障系统,航天服都很重,在地面上测量,我国新一代飞天舱外服的重量在120公斤以上,在地面上人背着这么重的东西行走就已经十分不便。不过在太空失重环境中,拖动这么重的东西就是要注意拖动的速度,因为质量越大惯性越大,但是拉动它却不需要多大的力量。在已有的视频中,刘伯明和汤洪波也很轻易地将舱外服拖到了气闸舱。



在航天员的训练中,航天员们也提到,穿着舱外服训练非常劳累,训练几个小时之后,手连筷子都拿不稳。在地面上训练的时候,一般是用水池模拟失重环境,舱外服气都不漏,所以肯定也是能隔绝水的,在水池中水的浮力足以抵消大部分舱外服的重量,不过水中训练的缺点是阻力更大,所以非常累人。那么在太空几乎真空的环境中,舱外服是不是就很容易应用,感觉也不累了呢?



当然不是,即便在太空中,穿着舱外服进行出舱行走时依然非常艰难,原因在于舱外服构建的原理。舱外服就相当于一个小型的飞船,维持航天员的生命。人需要氧气,所以舱外服中需要有一个储罐装着氧气,而人体还需要一定的气压,因为体液主要成分是水,沸点随着气压降低而降低,所以舱外服中还要充一定的气体,至少得保证地面半个大气压左右的压力,这还不够。



我国新一代的飞天舱外服里里外外总共有6层;最内层是出舱前就穿上的贴身层,这一层比较舒适,由特制棉材料制成,可以防止静电起火。

然后就是舱外服的构成,最内层是备份气密层,由1毫米左右的橡胶板构成,与上肢等关联结构粘贴在一起’;主气密层,这一层所用的橡胶布的气密程度是滴水不漏;



限制层,是用强度很高的材料构成,主要承受舱外服内的压气体压力;这一层十分重要,人类出舱行走第一人,苏联航天员列昂诺夫出舱行走时航天服就充气膨胀,导致他难以返回舱内,不得不冒险将航天服内的气体放掉了一些,他也遭受了失压的困扰,仅仅几十秒的十年内他的体重就掉了两三公斤。



真空屏蔽隔热层,它由5-7层涂铝的聚酯薄膜构成,可应对真空温差、屏蔽辐射;外防护层,特质面料,抵抗200℃的温差,耐磨损、反射性强,放射性强也就意味着吸光差,不会因为吸光而剧烈升温。为了保证活动性,在关节处就有一些轴承、铰链等构造。



里里外外6层,还有几层坚韧的结构,加上铰链轴承等结构,使得航天服的活动较为不便,活动的时候就相当于耐力训练。比方说我们日常生活中,直起手臂拿着手机觉得很轻,一会会也不会感到累,可是如果我们一直伸着手臂举着手机,要不了几分钟就很难受。可舱外行走任务一般都是几个小时,我国舱外行走预计进行时间6-8小时,对航天员的体力考验非常大。



这次出舱行走主要的目的是为了进一步测试航天服,同时测试机械臂等设备,可能还要进行一些舱外设备的整备工作。为了减轻航天员体力劳动,也为了安全,避免航天员长时间在舱外爬行,我国也设计了机械臂,可以快速将航天员从空间站的某个位置送到另一个位置。

建设阶段的主要任务就是这走走那看看,安装调试测试设备。可惜现在不知道有没有直播,如果有直播,我估计很多人都会守在屏幕前,航天员出舱几个小时我们就看几个小时。

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