航天服是保障宇航员生命活动和工作能力的个人密闭装备,可防护在太空环境下的真空、高低温、太阳辐射和微流星等因素对人体的伤害。
随着科技的进步,宇航服也不断发展。其是在飞行员抗压服的基础上发展起来的。如今,航天服的技术含量越来越高,甚至可以成为一个小型的飞船进行独立的飞行活动。
人们很早就认识到,在飞行的过程中,爬升的高度越高,上层的氧气就越稀薄。因此人类迫切需要一种可以提供氧气的设备。1894年,澳大利亚人用铁丝网和防水布研制了世界上第一件抗压服。
美国人威利·波斯特是第一个独自飞越全世界的飞行员。他也是抗压服的主要发明者。1934年,他要求BF古特里奇轮胎厂为他定制一种抗压服,使其成功飞到了4万英尺的高度,并发现了“喷射气流”现象,为以后航天服的发明提供了重要依据。
第一个真正进入太空的航天服是前苏联的SK-1航天服。1961年4月12日,前苏联宇航员尤里·加加林身穿这件宇航服,乘坐“东方1号”飞船,开创了人类首次进入太空的壮举。这款航天服不仅可以提供全面抗压能力,同时搭载了辅助的生命支持系统。
值得一笑的是,加加林在返回时降落在一处郊外农田,农夫和他的女儿恰好在耕作。加加林后来回忆道:“当他们看着我穿着橘红色航天服,带着大大的头盔并拖着降落伞走过来时,这对父女吓得一直往后退。我告诉他们不要害怕,我跟他们一样都是人类。我刚刚从太空降落到地球上,需要向莫斯科打电话报告。”
前苏联于1967年设计了登月航天服,名为“金色猎鹰”,不过由于前苏联登月计划破产,这款航天服也被束之高阁。“金色猎鹰”航天服有自己的独特之处,比如其生命维持系统可以工作长达10个小时,而且是第一个采用半硬质设计的航天服。更重要的是,它采用背入式设计,航天服的背后像一扇可以开关的门,宇航员可以从背面进入,这种设计方法可以让宇航员更容易地穿上航天服。
自1982年以来,美国宇航员开始使用新一代航天服——舱外机动套装(EMU),该套装是二件一套的航天服。EMU采用模具化设计,许多零件可以替换。衣服内的普通工作气压为三分之一个大气压,因此宇航员在太空行走前得忍受一下低压,以排除血液和组织中溶解的氮气,从而避免在压力减少的情况下氮以气泡形式在体内释放,这是非常致命的。目前,最大型号的EMU总重约180公斤,包括了液体冷却通风外衣、尿液采集装置、头盔、通信设施、饮水袋和生理指数监测系统,可让宇航员在太空呆上大约8小时。
前苏联自20世纪70年代开始使用“海鹰”航天服。俄罗斯宇航员在米尔空间站和国际空间站中使用的就是这种航天服。“海鹰”航天服继续沿用了背入式设计,宇航员在五分钟内就可以完成穿戴,其生命维持系统可以工作9个小时。
中国以前苏联“海鹰”航天服为模型开发出了自己的“飞天”航天服。2008年,中国宇航员翟志刚乘坐“神舟7号”飞船进入太空并成为第一个在太空漫步的中国人,他当时穿的就是“飞天”航天服。
“飞天”航天服整体设计和各部件的设计、组装都是国人自己完成的,航天服的左臂上印着鲜红的国旗,右臂上有两个大字“飞天”。舱外航天服每套总重量120公斤,造价约3000万元人民币,可靠系数0.997,可在太空环境下工作4小时,具有环境控制与生命保障及舱外通信功能,各项技术指标完全满足航天飞行任务的需要。作为最小的载人航天器,舱外航天服是航天员走出航天器到舱外作业时必须穿戴的防护装备。舱外航天服除了具有舱内航天服所有的功能外,还增加了防辐射、隔热、防微陨石、防紫外线等功能,在服装内增加了液冷系统(液冷服)。
(张军)