国外载人航天出舱活动是如何发展的？

出舱活动不仅是载人航天的重要组成部分，更是人类迈向深空探索的关键技术之一。回顾人类60年的出舱活动历史，国外出舱活动的发展历程包含了多个重要阶段和典型任务。作为出舱活动的核心装备，舱外航天服的功能也随出舱活动的发展不断优化，为航天员在太空中的生命安全与高效作业提供了重要保障。今天，我们一同了解国外载人航天出舱活动的发展历程。

国外载人航天出舱活动概况

早期探索式的太空漂浮

1965年3月18日，苏联航天员列昂诺夫穿着“金雕”（Berkut）舱外服完成了人类历史上的首次出舱活动，在舱外停留12分钟。

▲苏联航天员列昂诺夫完成人类首次出舱活动

1965年-1966年，美国双子星任务中，航天员穿着G4C型航天服共计执行了8次出舱活动，最长出舱时间为2小时9分钟。

阿波罗任务阶段的月面行走

1969年-1972年，阿波罗任务中的12名航天员在月球表面进行了15次出舱活动，主要任务包括月球表面行走、收集样本、安装仪器以及进行科学实验等，最长月面活动时间为7小时36分钟。

▲1969年阿波罗11号任务阿姆斯特朗拍摄的奥尔德林登陆月球

天空实验室和礼炮计划的出舱活动

1973年-1974年，美国天空实验室计划期间，航天员进行了10次出舱活动，主要任务是维修太阳能帆板、舱外摄像机和更换胶卷、回收实验样品材料等，最长出舱时间为7小时54分钟。

1977年-1986年，苏联“礼炮”计划期间，航天员共计执行了15次出舱活动，主要任务是安装太阳能帆板、舱外设备维修、大型结构安装试验等，最长出舱时间为5小时1分钟。

航天飞机时代与和平号空间站时期的出舱活动

1983年-2009年，在美国航天飞机时代，航天员完成了52次出舱活动，出舱活动主要是维修哈勃太空望远镜（共计23次出舱活动），进行舱外机动装置（MMU）远距离机动试验，卫星回收、维修、部署，在轨搭建大型结构的技术验证等。

▲1997年发现者号航天飞机乘组航天员维修哈勃空间望远镜

1987年-2001年，苏联和平号空间站在轨运行15年间开展了80次出舱活动，最长出舱时间为6小时52分钟，航天员出舱主要完成舱外设备安装与拆除、空间站检查与维修以及科学和技术试验、载人机动装置试飞和新型舱外服试验等工作。

▲航天飞机拍摄的和平号空间站

国际空间站的出舱活动

自1998年以来，国际空间站上的航天员进行了280余次出舱活动，最长出舱时间为8小时55分钟，主要完成了舱段和结构安装，系统、模块、设备的重新布线、维护维修，科学研究设备的安装收回，新技术验证等工作。自国际空间站启动运行以来，最多一年出舱23次，最少2次，平均每年出舱10.5次。

▲航天员出舱修复国际空间站数据继电器

商业航天出舱活动

21世纪20年代以来，商业航天公司瞄准太空旅游、太空资源开发、卫星在轨维护等方面的巨大市场，推动商业航天出舱技术和装备研究快速发展，2024年9月12日，执行“北极星黎明”任务的航天员贾里德·艾萨克曼和萨拉·吉利斯进行了首次商业太空行走，标志着商业航天出舱活动开启了探索发展的新历程。

▲艾萨克曼出舱进行太空行走

根据出舱活动的发展历程，早期的太空探索主要集中在验证人类在极端环境下的生存能力，而出舱活动则是这一探索的进一步延伸。从苏联航天员首次漫步太空，到阿波罗任务中的月面行走，再到国际空间站时代的复杂维护和建设任务等，出舱活动伴随着载人航天的发展而不断成熟和完善。当前，出舱活动已成为拓展人类太空活动范围、实现月球及深空探索的重要手段和必要前提。

不同阶段的舱外服及其特点

在早期探索阶段，苏联Berkut舱外服采用双密封套和40/27kPa双压力制度，配备真空屏蔽隔热层，通过脐带提供通信和应急供氧；美国G4C型航天服则使用舱载脐带供给生命保障，配备舱外生命保障系统，可为航天员提供30分钟的应急供氧。

热销中！

《航空知识》2024年合订本

在阿波罗任务阶段，美国研制的A7L/A7LB登月服具有高度的灵活性和耐用性，可保护航天员免受月球表面的高温和微流星体等危险因素的伤害。服装采用了软式结构，由液冷服、加压服、防热服组成，配有生命保障系统背包，可为单次出舱提供8小时的生命保障。

在美国天空实验室任务中，航天员使用的是经过改进的阿波罗任务舱外服，采用脐带取代生命保障系统背包，向服装提供氧气、电和供冷却用的水。

在苏联“礼炮”计划期间，航天员使用半刚性结构设计的海鹰-D/DM航天服，采用40/27kPa双压力制度，通过电脐带实现供电、通信和遥测，并作为安全绳使用，背部背包内的生保系统可支持3-6小时出舱活动。

在航天飞机时代的出舱活动中，航天员使用的是舱外活动单元（EMU），EMU采用腰部穿脱结构，头盔在颈部可快速断接，生命保障系统采用外挂方式与舱外服连接，可支持8小时出舱活动。

在和平号空间站任务期间，航天员先后使用过海鹰-DM/DMA/M三型航天服，其中执行任务次数最多的是海鹰-DMA航天服，服装采用40/27kPa双压力制度，有独立电源、通信、遥测单元，配备的生保系统可支持7小时出舱活动。

国际空间站上的出舱任务主要使用EMU和海鹰两种舱外航天服。EMU从航天飞机时代使用至今，经过了多次迭代升级。目前在轨使用的EMU采用30kPa压力制度，单次出舱保障时间约8小时。海鹰舱外服先后升级为海鹰-MK/MKS，目前在轨使用的海鹰-MKS采用40kPa压力制度，可重复使用15-20次，单次出舱保障时间约9小时。

在“北极星黎明”任务中，SpaceX公司研制的舱外服采用了新型关节设计使服装在加压前保持柔软，头盔配备防雾面窗和平视显示器（HUD），可实时显示服装压力、温度和湿度等信息。

出舱活动能力在很大程度上取决于装备的先进性。舱外航天服的发展始终围绕安全性、效率和适应性展开，通过不断优化来满足不同阶段出舱活动的需求。从早期首要解决在太空极端条件下的生命保障问题到如今的模块化设计，舱外服技术发展的焦点逐渐转向如何提高出舱活动的效率，使航天员能在更贴近于舱内自然状态的条件下完成舱外任务。

载人航天出舱活动的发展历史充满了挑战与成就，它不仅展示了人类在太空探索方面的巨大进步，也为我们提供了宝贵的经验和启示。未来，随着技术的不断进步和国际合作的深入发展，人类在太空探索的道路上将走得更远、更稳。

来源/中国载人航天工程办公室

编辑/杨斯爽

审核/穆檀

监制/姜军

本文转载自公众微信号：中国航天科普

风上风云｜云端故事