航天員出艙後為什麼戴帽子
A. 在天空一號里航天員為啥不用戴太空帽
失重的狀態下,帽子還得系著啊,不亂跑啊
B. 航天員出艙被保護得像寶寶,為何出艙後需要包裹這么厚重的衣服
因為航天員在外太空長期作業,加上外太空的溫度非常的低,而他們緩回大陸的時候就會引起熱效反應,再加上航天飛船在返回大陸的時候會承受很大的壓強,所以他們才會穿這么厚重的衣服。
而這樣做的目的就是為了保護宇航員的安全,而這些航天衣服是經過特殊材料製作而成,這種衣服不僅能應對大氣層的壓強,而且還能保持一種恆溫的狀態,所以宇航員都會穿這身衣服來保護自己。
宇航服的功能
整體上看,有以下五個功能:保持宇航員體溫;保持壓力平衡(使太空人承受的壓力與在地球上的相似);阻擋強而有害的輻射(如來自太陽的輻射);處理宇航員的排泄物;提供氧及抽去二氧化碳。
航天服從功能上看,航天服有艙內航天服和艙外航天服兩種;美國和俄羅斯使用的都是軟硬結合式的航天服。無論哪種航天服都由多層組成,它們互相連接形成一個整體服裝,但要求各層的質量要高、要輕、不能過厚,以避免影響航天員的行動。
C. 宇航員執行出艙活動任務時,宇航員身後背的是什麼
艙外航天服是航天員出艙活動必需的也是唯一的個人安全防護裝置。出艙時航天員身後背的一個看似大箱子的東西,實際上是艙外航天服的一個重要組成部分,稱為「攜帶型環境控制與生命保障系統」(簡稱攜帶型環控生保系統)。
隨著航天員出艙任務活動范圍的擴展,為了方便其行動,還專門研製了一種艙外活動的機動裝置,該裝置能夠使航天員精確地控制自己的體位和空間行走方向,方便自如地在較大的活動范圍內完成設備維修、結構裝配和有效載荷布放、回收等艙外作業活動。早期的艙外活動機動裝置體積較大,附著在航天服環控生保背包上更像一個「大箱子」,改進型的產品則顯得輕便緊湊多了。
D. 宇航員的頭盔里都有一個魔術貼,有什麼作用嗎
宇航服是保護宇航員在太空不受低溫,射線等的侵害並提供人類生存所需的氧氣的保護服。
宇航服的:氧氣罐為太空人提供氧氣。而排出的二氧化碳則由氫氧化鋰所吸收。宇航服的表層有阻隔輻射的功用。太空人的體溫則由一套貼身內衣調節,這件內衣布滿水管,水泵不斷把水循環,把太空人身體所發出的熱力帶走,而水則由升華器(sublimator)所冷卻。宇航服最後一個重要功用,是為太空人提供所需的氣壓(約等於半個標准大氣壓力52kpa);如果氣壓過低,人體血液及身體組織內的氣體會離開,令太空人患上類似潛水員常有的潛水病(在真空的情況下,太空人更會由於血液瞬間「沸騰」而死亡)。
④氣密限制層:在真空環境中,只有保持宇航員身體周圍有一定壓力時才能保證宇航員的生命安全。因此氣密層採用氣密性好的塗氯丁尼龍膠布等材料製成。限制層選用強度高、伸長率低的織物,一般用滌綸織物製成。由於加壓後活動困難,各關節部位採用各種結構形式:如網狀織物形式、波紋管式、桔瓣式等,配合氣密軸承轉動結構以改善其活動性。
⑤隔熱層:宇航員在艙外活動時,隔熱層起過熱或過冷保護作用。它用多層鍍鋁的聚醯亞胺薄膜或聚酯薄膜並在各層之間夾以無紡織布製成。
⑥外罩防護層:是宇航服最外的一層,要求防火、防熱輻射和防宇宙空間各種因素(微流星、宇宙線等)對人體的危害。這一層大部分用鍍鋁織物製成。
E. 飛行員穿的倉外宇航服是用什麼材料做的,能起到什麼樣的作用
「飛天」艙外航天服檔案
重量:120公斤
顏色:白色
造價:約3000萬元
組成:用料軟硬結合,從上到下依次是頭盔、上肢、軀干、下肢、壓力手套、靴子
適用:四肢裝有調節帶,通過調節上臂、小臂和下肢的長度,身高1.60米-1.80米的人都能穿上
耐力:可支持4個小時艙外活動,並可重復使用5次
上肢關節
巧妙地利用仿生結構,使關節活動更加自如。
腕鏡
手腕處裝有一面小鏡子,航天員可以通過它隨時察看自己身上的各種開關。
背包
高1.3米,是航天服穿脫(進出)口的密封門,在背包殼體內安裝艙外航天服生保設備,背包殼體下端安裝有掛包、備用氧瓶等。背包關閉通過拉緊鋼索和操作關閉手柄完成。
頭盔
經過科研攻關,「飛天」航天服頭盔的視野比其他同類產品要大。
攝像頭 頭盔還有攝像頭,可拍攝航天員出艙操作。
照明燈 兩側各一照明燈,可照亮服裝胸前部分,方便航天員在陰暗面操作。
報警指示燈 兩側有報警指示燈,一旦服裝出現泄露報警燈閃。同時還有語言報警。
面窗 其面窗4層,2層充壓結構,2層之間充高純氮氣,防結霧,外面是防護面窗,外層是濾光面窗,對太陽光折射率低,迎著光照面可拉下它。
手套
為每位航天員量身定做,看上去特別厚實,有點像拳擊手套。
外層 熱防護手套外層為纖維織物,有兩層氣密,使用特殊隔熱橡膠材料,能耐受高溫到100℃。
指尖 指尖部分,只有一層氣密層,保持觸覺。手指背部位內有兩層真空屏蔽隔熱層。
手心 在手心握物部位設置有凸粒狀橡膠,主要為防滑。手套可握住25毫米的鉛筆粗細的東西。
熱防護蓋片 在手背有可翻折的熱防護蓋片,用於覆蓋手指部位,提高此部位的熱防護能力和保證手指的關節活動性。
手錶
專門設計的航天手錶,材料適合航天特殊環境。
外觀 它比一般手錶表盤大,實現功能也比普通手錶多,上有三個小表盤,分別是小時、分鍾、秒。可以讀北京時間和飛行時間,另外可以轉動表盤記時。
用途 航天手錶可讓航天員在漆黑的太空中,清楚地知道地球的晝夜之分。保障航天員的生活規律與地球同步,不至於打亂生物鍾。
衣料
航天服須真空屏蔽隔熱,所用織物要多種織法結合起來才能達到強度要求。
層次 航天服6層:由特殊防靜電處理過的棉布織成的舒適層、橡膠質地的備份氣密層、復合關節結構組成的主氣密層、滌綸面料的限制層、通過熱反射來實現隔熱的隔熱層、最外面的外防護層。軀干達到7層,最厚的是掛包有20層。
★ 對話
航天服就是一個微型載人飛行器
艙外航天服分系統主任劉向陽稱,航天服工程與飛船類似
F. 宇航員到太空去頭上戴的那個東西是什麼
那個是頭盔,是艙外宇航服的一部分。
太空中是真空環境,沒有空氣,氣壓為零。為了保證宇航員的生命安全,宇航員到艙外活動時,就必須穿艙外宇航服。
艙外宇航服是完全密閉的,與太空環境完全隔離。艙外宇航服包括宇航員貼身穿戴的頭盔、上肢、軀干、下肢、壓力手套、靴子,具有密閉保壓、防輻射、隔熱、防微隕石、防紫外線等功能,在服裝內增加了液冷系統,用於排出身體代謝產熱,保證體熱平衡。全套艙外宇航服還包括一個大背包,背包殼體內安裝艙外航天服生保設備,背包殼體下端安裝有掛包、備用氧瓶等。
頭盔是艙外宇航服上套在宇航員頭部的罩子,與宇航服連在一起,也是密閉的。其中有與背包相連的氧氣供應系統、溫度調節系統、通訊系統等,還安裝有照明、攝像、報警等設備。頭盔前面有弧形的面罩,共有四層,裡面2層是充壓結構,2層之間充高純氮氣,防結霧,外面是防護面窗,最外層是濾光面窗,對太陽光折射率低,迎著光照面可拉下它,保護眼睛不被灼傷。
中國的艙外航天服
G. 新一代「飛天」艙外服,可知道在這之前有八個版本
艙外航天服相近一個小四軸飛行器,因為它有內置供電系統、氣動閥門、致冷和氣體操縱等技術性,能單獨完成自然環境操縱和性命確保。
在我國研製的「飛天」艙外航天服每件總重120KG,工程造價約三千萬元RMB,靠譜指數0.997,可在外太空自然環境下工作中4鍾頭,具備自然環境操縱與性命確保及艙外通訊作用,各類性能指標徹底達到「神七」航行每日任務必須 。
在「神七」氣閘艙里,有2套艙外航天服,各自為在我國研製的「飛天」艙外航天服和烏克蘭研製的「大眾」艙外航天服。
艙外航天服關鍵由帽子、服飾、膠手套和皮靴構成,其關鍵作用有:室內環境安全防護,包含真空泵工作壓力安全防護、室內空間熱安全防護、室內空間輻射源與浮塵流安全防護;功效確保,包含實際操作功效確保、視覺效果確保;自然環境操縱與性命確保,包含制氧變壓、自然通風凈化處理、積極遙控器等。
從技術上,艙外航天服的研製關鍵有下列好多個難題:主題活動密封技術、高寬比集成化、安全性結構設計優化技術性、路面模擬模擬實驗。以前,僅有美、俄兩國有制艙外航天服。
航天服的右臂上印著鮮紅色的五星紅旗,手臂上面有2個粗字:「飛天」。,「飛天」是中國研製的第一代艙外航天服,總體設計方案和各構件的設計方案、拼裝全是中國人自身進行的。就進行現階段每日任務的工作能力來講,貼近國際性水準。
假如忽視「隱藏」在航天服上的諸多「行政機關」,「飛天」很像一件加厚型、超大碼的羽絨衣。服飾整體純白色,軀體像鎧甲,四肢像吐司麵包。從上向下先後是帽子、上臂、軀體、腿部、工作壓力膠手套和皮靴,身上也有一隻1.30米多的大挎包。
那麼,艙外航天服的內部結構是如何的?
從內到外,艙外服 游戲 分成6層:由獨特抗靜電解決過的純棉布織出的舒服層,硫化橡膠材質的備份數據氣密性層,復合型關節結構構成的主氣密性層,錦綸面料的限定層,根據熱反射面來完成隔熱保溫的隔熱板,及其最外邊的外安全防護層。表層的安全防護原材料可承受正負極100 之上的溫度差轉變,稱得上中國較貴的紡織面料。 服飾上臂(衣袖)和腿部(褲腳)的長短能夠依據每一個航天員的體長開展調整。根據調整尺寸,一套航天服能夠用以不一樣身型的航天員,個子1.60米-1.80米的人都能夠穿。
——最里邊一層是舒服層,它是用獨特解決過的純棉布做成,較大 特性是絕抱歉靜電感應,由於艙外服 游戲 里邊是氧氣,一有靜電感應便會起火。
——備份數據氣密性層,由1毫米上下的橡膠墊組成,與上臂等關系構造黏貼在一起,產生相符合的樣子。
——主氣密性層,這一層常用的硫化橡膠布的氣密性水平是隨機應變。它是個總體構造,徹底遮蓋服飾關鍵的關節結構包含軀體、挎包。它不僅能打氣充壓,又不可以讓服飾過度膨脹,還需要讓各骨關節主題活動輕松,技術水平十分大。
——限定層,是用抗壓強度很高的原材料組成,由於不論是備份數據氣密性層,或是主氣密性層,承擔的工作壓力是不大的。可以說,限定層是主承力層。
——真空泵屏蔽掉隔熱板,它由5-7層塗鋁的pvc膜組成,各膜中間用互聯網物分隔,貼在一起產生解決真空泵溫度差、輻射源等極端自然環境的強勁屏蔽掉。
——外安全防護層,是一種獨特的紡織布料,現階段是中國最價格昂貴的面料,能夠在溫度 100 中間維持完好無缺,抗磨損、反射強,自然光直射上來後都反射面回去了,消化吸收非常少。
帽子:面窗細分化四層
「飛天」帽子的製作原材料由黑龍江省一家科研單位給予。帽子的面窗一共有4層,在其中雙層沖裝構造間將被充進高純氮氣。外邊也有一層安全防護面窗,再表層則是濾光面窗。濾光面窗對太陽光光的折射率很低,一旦航天員迎著高強光面,就可拉掉這方面窗。
帽子的兩邊還各有一個照明燈具,可以點亮服飾的胸口一部分,這有益於航天員在陽光照射不夠的陰照面實際操作。
與照明燈具一樣坐落於帽子兩邊的也有警報顯示燈,一旦服飾發生意外,警報燈便會閃起,並能傳出語言表達警報。
除此之外,「飛天」帽子上還配有監控攝像頭,能夠拍攝航天員出艙實際操作時的場景。
飛天帽子的優勢取決於其視線比別的同行業要大,這在生產技術上規定很高,有關的科研人員耗費了多年時間才佔領帽子生產製造的困難。
胸口機器設備:根據手腕子反射鏡片實際操作
「飛天」艙外航天服的胸口是其「人的大腦」所屬。
服飾胸口的電機控制台是家用電器系統軟體的關鍵,內有服飾通電、泵、離心風機、數管、照明燈具、廣播電台電源開關、OLED顯示屏、腳踏式氣壓表等機器設備。
與電機控制台鄰近的是汽液控制面板,它操縱著服飾供氣和液路系統軟體的關鍵部件,里邊有20好幾個閘閥,以確保一切正常制氧和緊急制氧,轉換主備氧氣罐和空氣壓力主備設備。
「飛天」服飾胸口的實際操作電源開關有10好幾個,在其中的消音鍵能夠雙用,包含清除警報聲音,及其顯示屏在2個顯示屏中轉換。
有意思的是,由於視線限制,航天員並不可以見到胸口和腰胯部的機器設備,只有根據二隻手腕子上的後視鏡反射面開展實際操作。
膠手套觸感:敏感度可見簽字筆
「飛天」航天服的肩、肘、腕三個上臂骨關節是氣密性滾動軸承設備,兩層密封性但能旋轉,在其中有專用型的調整帶,能夠調整規格合適不一樣人穿。由於出艙主題活動關鍵靠上臂,因此腿部的膝、膝關節主題活動工作能力沒有上臂規定高,但腿部和褲襠都是有好幾處調整帶。
「飛天」航天服的膠手套在手指尖一部分僅有一層氣密性層,能夠維持觸感。這種膠手套分不一樣型號規格。生產製造時將14本人的手臂數據信息運用三維掃描技術性,生產製造出合適亞洲人的膠手套,分尺寸號,其敏感度能夠協助航天員握緊25mm如簽字筆般大小的物品。
掛勾雙繩:艙外主題活動更替應用
「飛天」航天服上面有二根胎兒臍帶,在其中01號胎兒臍帶長8米,02號胎兒臍帶長4米。這類胎兒臍帶將航天服與宇宙飛船聯接在一起,航天員出艙後,在獨立方式下並不用電量胎兒臍帶,但一旦發生意外,做為緊急制氧管的胎兒臍帶便會充分發揮。
航天服上的兩個安全性掛勾針對此次每日任務十分關鍵。航天員出艙時,掛勾能夠具有安全防範功效,使航天員出艙不擺脫艙體。
這兩個掛勾上的繩索一長一短,一根3米,一根一米。一米的繩索載重一噸,因為較為短能夠避免盤繞,它呈伸縮狀,一旦在外力的作用下進行,就說明航天員早已離去宇宙飛船。另一根3米長的繩是彈簧繩,可變長,也可以承擔一噸重。
具體步驟是,出艙的航天員要更替應用2個掛勾,像攀岩運動那般才可以完成艙外主題活動。
穿衣服程序流程:由上而下
老天爺後航天員要將掛在氣閘舷梯上的服飾商品從支撐架上取下,放到服飾架子上,解壓,查驗,開展拼裝。
穿衣服時,航天員先坐著艙外服 游戲 挎包門邊框上。挎包兩邊是制氧構件,航天員先把腿部穿好,把服飾與水冷散熱服聯接。水冷散熱服會排熱70%-80%,是延展性網狀結構紡織物做成並含有遮陽帽,在網格圖中間穿有灌滿水的塑料軟管,塑料軟管構造關鍵集中化在身體頭頂部、軀體、大腿根部等位置。水冷散熱服的肩肘和腹部等怕涼的地區都加了獨特的羊毛氈開展安全防護。
飛天航服:可以用五次
「飛天」航天服的每一處設計方案極為注重,小到一個襻扣都需要考慮到具體運用。據醫生介紹,在我國自主研製的「飛天」艙外航天服由於不含有制動系統設備,因此與英國航天服不一樣,而貼近於烏克蘭航天服。
這套服飾能夠多次重復使用5次上下。但據內部人士稱,神七的航行每日任務中,「飛天」艙外航天服將留到氣閘艙中留軌,但是在其中的膠手套要帶到。
軀體外殼:維護性命的鎧甲
軀體外殼是艙外航天服的行為主體,是航天服的安裝集成化管理中心,各種各樣機器設備、儀器設備都需要與之聯接,是艙外航天服研製的頭等大事。
艙外航天服軀體外殼為鋁合金型材厚壁硬體構造,與挎包系統軟體安裝後一同承擔路面運送、上升段的各種各樣荷載,具備工作壓力安全防護、荷載支撐點、密封性等作用,是當之無愧的航天員的性命「鎧甲」。奇妙的是,這副「性命鎧甲」的軀體外殼為鋁合金型材厚壁硬體構造,壁厚僅1.5mm。
呼吸道:出入氣大關
艙外航天服上面有呼吸道,它是為航天員全自動提供人工合成氣體、排出來有機廢氣、調整安全性標准氣壓和凈化處理航天服內臭味的重要系統軟體,關聯到航天員的性命確保和吸氣舒適感。
據了解,艙外航天服內的空氣指數,既能全自動將多種多樣氣體混合成人工合成氣體,又能立即全自動清除身體有機廢氣,還能全自動將服內標准氣壓操縱在安全性范疇值之內,並能全自動凈化服內臭味,確保吸氣舒適感。
電胎兒臍帶:萬無一失的應急車道
在航天員離去「神舟七號」邁向神秘外太空時,與宇宙飛船聯接全靠一條「電胎兒臍帶」,這一包含航天服電纜網、掛包電纜網和航天服標准氣壓調整限位開關等以內的系統軟體均擔負著向航天服各構成部分供電系統和傳送數據信號的關鍵重任。
「電胎兒臍帶」或是一根能夠隨時隨地把航天員拉回倉內的「繩索」,其上的胎兒臍帶數據信息CPU能夠將收集到的航天服、艙載機器設備信息內容即時傳輸給宇宙飛船的數管子系統,並將本身的信息內容根據測控技術通訊傳到路面。那樣,航天員在太空行走的安全系數獲得了充足的確保。「電胎兒臍帶」的柔軟性好似一般的膠原纖維自來水管一般,優良的柔軟性確保了航天員在外太空主題活動靈便輕松。
中國研製的艙外航天服有自身的優點,具體表現在三個層面:
最先,中國的艙外航天服選用大量智能化技術性,在數據採集、傳輸數據等層面均選用智能化方式。
而烏克蘭的「大眾」航天服研製於上世紀七、八十年代,那時候電子信息技術還不比較發達,因而選用的是模擬模擬技術性。
次之,中國的艙外航天服在與宇宙飛船連接時,選用CDMA風格,而「大眾」航天服用的是短波通信方法。
第三,中國的艙外航天服在腕關節、膝蓋骨等處,承繼了倉內航天服的優勢,相對而言較為綿軟,那樣航天員的行動也就更靈便。
艙外航天服,是航天員在太空行走和工作中的代步工具。為便捷航天員出艙工作中,提升工作效能,在我國 科技 人員精雕細琢,對服飾的核心部件開展了技術革新。
帽子面窗。在外太空中,維持視線清楚並非易事。出艙時,有時候會碰到-100 的超低溫,帽子面窗的溫度也會降低,而航天員口鼻中散出的熱流便會在面窗戶結霧,防礙航天員的視線。因此, 科技 人員採用自然通風去濕式、雙方面窗法,確保了面窗的清晰度。
關節結構。為了更好地降低主題活動摩擦阻力, 科技 人員根據科學研究蝦外殼的結構,自主創新出扣接式的關節結構,既保證各骨關節抗壓強度和密封性,又確保了協調能力。
膠手套。出艙走動關鍵憑感覺來進行,為確保膠手套有充足的協調能力, 科技 人員在三年多時間內,依次對原材料開展了幾十次配製,最後明確了最好計劃方案。現階段,該膠手套能夠輕輕鬆鬆握緊氣閘艙外的護欄。
汽液控制面板。它能夠說成服飾的「心血管」,容積並不大的小盒子里,集中化了20多種多樣閘閥。全部供氣系統軟體要向服飾氣路,何時供、供多少,航天員都能夠根據高寬比集成化的控制面板來進行。
電子器件顯示設備。為了更好地便捷航天員能夠更好地觀察數據信息和主要參數,開展出艙主題活動,電子器件顯示設備採用最優秀的OLED技術性,色彩鮮艷,耐溫性強,穩定性高,強光照下也可以確保看得一清二楚。
電機控制台、汽液控制面板、汽液組成電源插座、緊急制氧管、電胎兒臍帶……軀體機殼上遍布著各種各樣儀器設備。一個僅有中文詞典尺寸的控制面板里,集成化了20多種多樣閘閥,每一個閘閥也是一個更精緻的電源開關結合體。
那麼,一樣全是航天服,艙外航天服跟倉內航天服有哪些不一樣?
倉內航天服只確保工作壓力,但艙外航天服任何東西都要管理。宇宙飛船里的大部分作用,都需要在艙外航天服里完成。
總體來說,艙外航天服為航天員給予三層面的確保。
一是輻射源、真空泵、微流塵等自然環境的安全防護;
二是性命確保,也就是要維持一個合適人存活的氣體和溫度環境濕度自然環境;
三是優良的作用確保,確保航天員衣著艙外航天服能進行檢修器械等外太空工作。
可以說,艙外航天服便是一個「穿在的身上的宇宙飛船」。
因為外太空自然環境很極端,因而航天員出艙時務必穿艙外航天服,便於把航天員的人體與外太空極端自然環境防護起來,並向航天員給予一個等同於路面的自然環境。
艙外航天服等同於小型載客太空梭,技術性很繁雜,是一個我國載人航天飛船整體實力的關鍵反映。它由服飾、帽子、膠手套和航空航天靴等構成,在其中最繁雜的是服飾,由雙層構成。最里層是內襯和尿搜集設備;內襯外是用以排熱的水冷散熱自然通風層;水冷散熱自然通風層外是用以造成一定工作壓力的充壓氣密性層;隨後是限定充壓氣密性層向外膨漲的限定層;限定層外是應對艙外大溫度差轉變的隔熱板;最外邊是防護層,它由多種多樣化學纖維復合型紡織物做成,具備優良的柔韌度,耐透過、抗磨損、耐熱、耐點燃、抗腐蝕,也有防電磁輻射的作用和聯接別的配件的插口。
艙外航天服的帽子由帽子殼、面窗構造和項圈等部件組成,在其中的帽子殼常用原材料具備抗壓強度大、抗撕裂擊等優點。在出艙前,頭盔面窗的內部要噴上防霧劑。手套與服裝通過腕圈接連,靴子由壓力靴和艙外熱防護套靴組成。
艙外航天服在背部裝有提供氧氣等維持生命所需各種條件的攜帶型生命保障系統。如果太空行走時間較長,艙外航天服內要裝有飲水袋。在飲水管的旁邊還有一個放置食物棒的長孔,航天員只要一伸嘴即可吃到美味可口的棒狀食品。
我國太空行走第一人翟志剛2008年穿的「飛天」艙外航天服質量為120千克,高2米,配有1.30米高的生命保障系統背包,可支持至少4小時的艙外活動,能重復使用5次以上,價值3000多萬人民幣。
它從內到外分6層:舒適層、備份氣密層、主氣密層、限制層、隔熱層、外防護層,具備防輻射、溫度調節和壓力調節等功能,還有完備的生命保障系統。服裝的四肢裝有調節帶,通過調節上臂、小臂和下肢的長度,身高1.60 1.80米的人都能穿上這套衣服。最外層防護材料可耐受 100 左右的溫差變化。
殼體為鋁合金薄壁硬體結構,厚度1.5毫米,抗壓能力超過120千帕,經得起地面運輸、火箭發射時的震動,還能連接服裝各個部位,承受整套服裝120千克質量。
「飛天」艙外服採用整體擬人形態半硬式密封結構(軀干是硬式結構,四肢是軟式結構),及後背鉸鏈門式穿離線構;採用閉式循環非再生式環控生保系統,由高壓氧瓶供氧,使用40千帕純氧壓力制度,主要採用水升華器技術實現主動熱防護;遙測與控制系統把艙外航天服的工程參數、航天員的生理參數和話音信號,利用「臍帶」方式有線下傳或遙測設備無線下傳;可由「臍帶」模式負載供電,也能由服裝電池自主供電。
其指尖部分只有1層氣密層,以保持觸覺,手指其餘部位內有2層真空屏蔽隔熱層。手套的手背處裝有可以翻折的熱防護蓋片,它不僅能提高手指的熱防護能力,還能保證手指的關節活動性。在手套的握物部位設置有防滑的凸粒狀橡膠。
重而不笨、行動靈活是「飛天」艙外服一大特點。它巧妙地利用了仿生結構,使關節活動更自如。其上下肢的所有關節處使用了氣密軸承,使航天員的手腳可隨意轉動,又能嚴格保證氣密性。其背包是航天服穿脫口的密封門,在背包內安裝了艙外航天服生保設備,背包殼體下端裝有備用氧瓶等。背包關閉通過拉緊鋼索和操作關閉手柄完成。
「飛天」艙外服頭盔的視野比其他同類產品要大;頭盔上裝有攝像頭,可拍攝航天員出艙操作;兩側各有1個照明燈,可照亮服裝胸前部分,方便航天員在陰暗面操作;兩側有報警指示燈,在艙外服出現泄露時閃動報警,同時還有語言報警。它的面窗有4層:其中裡面兩層為充壓結構,即兩層之間充高純氮氣和防霧劑,外面是防護面窗,最外層是鍍金的濾光面窗,對太陽光折射率低,防止太陽光線直接照射人眼。
軀干外殼裝有:電控台、氣液控制台、氣液組合插座、應急供氧管、電臍帶。僅十幾平方厘米的電控台里有照明、數碼管控、機械式壓力表等9個開關,漢語詞典大小的氣液控制台里集成了20多種閥門。
出艙通信分為無線和有線兩種方式,它們互為備份,但以無線通信為主。有線通信通過連接航天員腰部左側的8米長「電臍帶」來實現,用於傳輸航天員生理參數,還可與地面直接通話。裡面有很細的鋼纜,不僅能提供備份通信或者能源,也起到一定的安全防護作用。但主要靠艙外服胸甲右下側伸出的兩根一長一短的橘黃色安全系繩及其掛鉤來保障安全。它們內部有彈簧,最長可拉至3米,承受1噸的拉力,我國的設備可保證2 3倍的安全餘量。
在電控系統上,「飛天」艙外服全部採用數字信號處理,顯示屏則採用最先進的有機發光顯示器技術,使顯示器更大、更薄、更省電、更能耐受高低溫,顯示色彩更艷麗。
據悉,這次神舟十二號航天員將穿著進行了大量改進與升級的「飛天」艙外服,它已經組裝完畢,高度在2米左右,重100多公斤,可支持更長時間的艙外活動,重復使用次數更多,關節處更加靈活。艙外服的整體效能、可靠性、舒適性有了進一步提高,艙外服的操作動作和信息識別更加迅速、准確, 科技 感更強,同時具有中國的審美識別性。
H. 「飛天」艙外航天服的第四版 「飛天」的整體結構
頭盔:面窗細分四層
「飛天」頭盔的製作材料由黑龍江一家科研院所提供。頭盔的面窗共有4層,其中兩層充壓結構間將被充入高純氮氣。外面還有一層防護面窗,再外層則是濾光面窗。濾光面窗對太陽光的折射率很低,一旦航天員迎著高強光照面,就可拉下這層面窗。
頭盔的兩側還各有一個照明燈,能夠照亮服裝的胸前部分,這有利於航天員在光照不足的陰照面操作。
與照明燈一樣位於頭盔兩側的還有報警指示燈,一旦服裝出現意外,報警燈就會閃起,並能發出語言報警。
此外,「飛天」頭盔上還裝有攝像頭,可以拍攝航天員出艙操作時的情景。
飛天頭盔的優點在於其視野比其他同類產品要大,這在製造技術上要求很高,相關的科技人員花費了數年時間才攻下頭盔製造的難關。
前胸設備:通過手腕反射鏡操作
「飛天」艙外航天服的前胸是其「大腦」所在。
服裝胸前的電控台是電器系統的核心,內有服裝加電、泵、風機、數管、照明、電台開關、OLED顯示器、機械式壓力表等設備。
與電控台相鄰的是氣液控制台,它控制著服裝氣路和液路系統的核心部件,裡面有20多個閥門,以保證正常供氧和應急供氧,切換主備氧氣瓶和氣體壓力主備設施。
「飛天」服裝前胸的操作開關有10多個,其中的消聲鍵可以兩用,包括消除警報聲,以及顯示器在兩個屏幕中切換。
有趣的是,因為視野所限,航天員並不能看到胸前和腰胯部的設備,只能通過兩只手腕上的反光鏡反射進行操作。
手套觸覺:靈敏度可撿鉛筆
「飛天」航天服的肩、肘、腕三個上肢關節是氣密軸承裝置,雙層密封但能轉動,其中有專用的調節帶,可以調節尺寸適合不同人穿用。因為出艙活動主要靠上肢,所以下肢的膝、踝關節活動能力沒有上肢要求高,但下肢和襠部都有多處調節帶。
「飛天」航天服的手套在指尖部分只有一層氣密層,可以保持觸覺。這些手套分不同型號。製造時將14個人的手部數據利用三維掃描技術,製造出適合亞洲人的手套,分大小號,其靈敏度可以幫助航天員握住25毫米如鉛筆般粗細的東西。
掛鉤雙繩:艙外活動交替使用
「飛天」航天服上有兩根臍帶,其中01號臍帶長8米,02號臍帶長4米。這種臍帶將航天服與飛船連接在一起,航天員出艙後,在自主模式下並不用電臍帶,但一旦出現意外,作為應急供氧管的臍帶就會發揮作用。
航天服上的2個安全掛鉤對於這次任務非常重要。航天員出艙時,掛鉤可以起到安全防護作用,使航天員出艙不脫離艙體。
這兩個掛鉤上的繩子一長一短,一根3米,一根1米。1米的繩子承重1噸,由於比較短可以防止纏繞,它呈折疊狀,一旦在外力作用下展開,就表明航天員已經離開飛船。另一根3米長的繩是彈簧繩,可拉長,也能承受1噸重。
具體操作時,出艙的航天員要交替使用兩個掛鉤,像攀岩那樣才能實現艙外活動。
穿衣程序:自下而上
上天後航天員要將掛在氣閘艙壁上的服裝產品從支架上取下,放在服裝架上,解包,檢查,進行組裝。
穿衣時,航天員先坐在艙外服背包門框上。背包兩側是供氧部件,航天員先把下肢穿好,把服裝與液冷服連接。液冷服能散熱70%-80%,是彈性網狀織物製成並帶有帽子,在網格之間穿有注滿水的軟管,軟管結構主要集中在人體頭部、軀干、大腿等部位。液冷服的肩肘和腰部等怕涼的地方都加了特殊的羊毛氈進行防護。
飛天航服:可用五次
「飛天」航天服的每一處設計極其講究,小到一個襻扣都要考慮實際應用。據專家介紹,我國自行研製的「飛天」艙外航天服因為不帶有制動裝置,所以與美國航天服不同,而接近於俄羅斯航天服。
這套服裝可以重復使用5次左右。但據消息人士稱,神七的飛行任務中,「飛天」艙外航天服將留在氣閘艙中留軌,不過其中的手套要帶回。