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美国宇航服10亿一件,中国航天服达3000万元,真的使用5次就扔?

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最近神舟十二号的返航使得全国一片欢庆,人们在观看中国宇航员出舱工作时,发现宇航服虽然看起来十分笨重,但是他们的活动却非常轻快。据相关报道,我国是全世界第三个拥有独立研究制造宇航服能力的国家,另外两个分别是美国和俄罗斯。


为何到现在,只有三个国家可以自主研发制造宇航服呢?其原因是研制宇航服需要花费大量的资金,中国的神舟七号载人飞船将翟志刚送进太空之后,他出舱工作时穿的舱外宇航服造价达到3000万元。看到这个数字大家肯定会惊叹然后觉得实在是太贵了,然而美国的宇航服对比中国更加昂贵,总价可以达到10亿元

如此昂贵的宇航服可以终生使用吗?不会有磨损吗?显然是有的,并且一度有宇航服在太空使用五次就会报废、扔掉的说法,接下来就一起来看看这到底是不是真的吧!


航天服

大家一般会认为宇航服就是宇航员出舱活动时穿的像充气了一样的衣服,但其实宇航服分为三种类型,分别是舱内航天服、舱外航天服和防水抗寒服。不过针对外太空飞行比较重要的就是前两种,舱内和舱外航天服,最后一种主要是用于宇航员返回地球着陆在海上时使用的,因此下文不多赘述。

舱内航天服是宇航员在飞船内穿的衣服,这时一定会有人提出疑问,我们在观看神舟十二号宇航员舱内生活直播的时候,他们好像并没有穿航天服。


接下来为大家解开这个疑惑,一般来说宇航员在飞船中是不用穿航天服的。但是当遭遇一些特殊情况时,如飞船内部压力骤降,以及进入返回舱向地球着陆的过程中,都穿上舱内的航天服,它会在几小时之内自动加压控制合适的压强以此保证宇航员的生命安全。

舱内航天服的组成部分比较少,主要由头盔、压力服、手套、供氧器、靴子等这几个主要部分构成。整体的航天服由外及里分为三层,分别是限制层、气密层和保温层,三者构成一个密闭完整的空间,保护宇航员能在压力失衡的作用下正常生活。美国的水星航天服和我国的神舟5号、6号航天服都属于舱内航天服。


舱外航天服则是载人航天技术需要攻克的一大难题,因为舱外航天服将直接面对太空中未知的环境,所以在设计制造方面,会更加的复杂。舱外航天服的组成部分细分可以达到15件以上,重量也在100kg以上,主要部分有应急供氧系统、头盔、背包生命保证系统、专用材料制成的手套、液冷航天服、航天靴等。美国的A7LB阿波罗登月服、俄罗斯的海鹰号航天服、中国的“飞天”航天服都属于舱外航天服。


“飞天”航天服

我国的神舟5号和6号发射任务在取得圆满成功之后,神舟七号增加了舱外探索的任务。神舟七号肩负着这一使命于2008年9月25日发射,9月27日16时35分12秒时翟海刚在另外两位航天员刘伯明和景海鹏的帮助之下顺利的走出舱门。这是中国人首次在太空中出舱和行走,面对镜头翟海刚还向大家展示了手中的中国国旗。

翟海刚出舱时身穿的正是中国的第一代自主制造研发的航天服“飞天航天服”,另外两名宇航员则穿的是从俄罗斯引进的“海鹰”航天服


飞天航天服通体都是白色,在左臂的位置印着五星红旗,右臂则有飞天二字。据事后采访时翟海刚说,飞天航天服的总重量有120kg之多,造价约为3000万人民币,能够维持宇航员进行4小时左右的舱外工作

这款航天服的研制人员李智,在采访时说研制中最大的困难就是如何使得航天服虽然重,但是宇航员穿上时操作却能够灵活自如。


李智在一个平常的日子里突然从盘中的大虾找到了灵感 :虾全身也是硬壳,为什么就能行动自如呢?他发现是层叠的虾壳给了虾很大 的灵活性,于是利用仿生学原理,仿照虾背构造创新出套接式的关节结构。这正是看起来重却能保证宇航员行动灵敏的航天服的秘密。

飞天航天服在肩关节、肘关节、膝关节等部位都使用了气密轴承,在这种气密轴承的作用之下,宇航员不仅可以随意地转动关节,宇航服的气密性也不会有损坏。手套也奉行了虽然看起来笨,但用起来一定要灵活的标准,研究人员在设计手套时采用了“三维数字扫描”技术,力求做到灵活好用,气密性强还具有高度安全系数


由内而外来说,“飞天”可以分成六层,由特殊防静电处理过的棉布织成的舒适层;橡胶质地的备份气密层;复合关节结构组成的主气密层;涤纶面料的限制层;通过热反射来实现隔热的隔热层;以及最外面的外防护层。

如此看来,还真是与“虾壳”有着非常多相似的地方。

在神舟十二号飞船的舱外活动中,执行任务的汤洪波和刘伯明穿着的是我国的新一代“飞天”航天服,相较于第一代航天服有了许多创新的地方,比如说可以维持宇航员在舱外工作8小时。宇航员头盔上的联络显示屏较于上一代也变得更大更清晰,并且在头盔上方装有摄像头和警示灯,在舱外活动时视野也会比之前更广阔


美国航天服

美国的载人航天科技起步比我国早了有40多年,所以最长航天服的使用时间已经有25年左右。1962年时美国的宇航员约翰·格伦身着水星航天服完成了出舱活动,成为了美国走入太空的第一人。前文中有提到水星航天服,它其实是由美国高空喷气式飞机压力服改造的,是一种更适用于舱内的航天服,因此这之后美国宇航员进入太空后出舱工作再也没有穿过水星系列的航天服。


之后美国相继设计的双子星航天服和阿波罗系列航天服,最受关注的应该就是阿波罗十一号在飞入太空后,登月第一人阿姆斯特朗身着的航天服了。他穿的是A7L型航天服,由美国宇航局为登陆太空的三位宇航员结合身高体型专门定制。每人都有三套,一套训练、一套飞行还有一套备份,据报道“阿波罗登月计划”总共花费了200多亿美元,那么专用宇航服的制作费用就不用说了,折合人民币可以达到10亿元


目前美国的航天服面临着青黄不接的尴尬境地,一方面过去设计的宇航服已经使用多次,设备方面也需要更换,本身的耗损也十分严重。但另一方面,宇航服研究制作的耗资使得NASA迟迟没有研制出新一代的宇航服,目前尚在研制当中的有Mark III 型和I-Suit型航天服。受NASA委托的一家制造航天服的企业曾向媒体透露,现在设计这种新型的舱外航天服大约需要7亿美元

舱外航天服重要功能及使用次数

到这里我们不妨来对比一下中美的航天服,显然从造价方面,美国的航天服要比中国的昂贵两倍。不过以性能而言,其实差别已经不大了。中国的航天服设计师在设计当中有了一些奇思妙想,这种想法经过拓展实验,完美地运用到了宇航服的设计当中。


由于舱外航天服不仅要使得宇航员在太空中工作时处在一个温度适宜的环境当中,还要防止太空中各种射线对宇航员身体造成伤害,因此在使用的材料方面也是经过仔细考究的。还有人对于宇航员舱外工作中流汗会不会使得宇航服内变热,或者使设备失灵也提出了相关的问题。翟志刚在相关的采访中也有提到这一问题,这些汗液和热量会通过热控和通风净化系统排到宇航服外面,不会使得宇航服内变得闷热


太空航天服并不是在太空行走5次就要扔,而是可以重复使用的,不过使用次数肯定不能像我们日常穿衣那么频繁。前文中提到了美国的宇航服平均使用时间都已经达到25年了,在没制造出新型宇航服之前宇航员还是只能穿这些上了年纪的宇航服。

也许是神舟七号对于宇航服的处理使得大家对宇航服的使用次数产生了误解,在这里要特别说明一下是因为体积、重量的限制,导致神舟七号在返航时无法将“飞天”一代带回地球,不过最后还是将手套带了回来


建立空间站和载人登月

嫦娥五号的顺利升空和返航标志着中国下一步对于月球的探索就是载人登陆了,而载人登陆方面最重要的部分之一无疑就是宇航服。所以现在航天工程中,对于载人登月航天服的研究也是视为非常重要的部分在进行着。飞天航天服可以说是一个一百分的开头,接下来我们只需要在这个基础上对它不断地升级就足够了。


航天服研究主任刘向阳在接受采访时表示:飞天是中国完全自主知识产权的第一代舱外航天服,整体设计和各部件的设计、组装都是中国人自己完成的,这无疑是我们的骄傲,也为我国航天事业的发展增加了动力。

中国航天总公司负责人在嫦娥五号顺利返回后的新闻采访中提到了我国对于未来太空空间站的建造已经到达了关键时期,如果顺利的话,2024年之前,我国将成功建成太空空间站

结语

中国的宇航服制造已经有了显著的成果是有目共睹的,即使我们研究时间落后了美国40多年,却也依靠自己的智慧和努力成功研发出了航天服。并且对比二者看来,我们的宇航服要便宜许多,但是质量并不差。


宇航服的研制其实不仅要依靠航天局研究人员的努力,纺织工业也做出了斐然的贡献,杨利伟所穿宇航服的设计者李谭秋就明确表示过,宇航服的设计不是表面看起来一拨人的努力,它与中国背后纺织工业的发展也有着密切的联系。所以可以说,不论是宇航服还是载人航空工程,都凝聚着各个领域普通劳动人民的心血,大家都是中国能创造奇迹的原因所在!

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