我国舱外航天服详解:“大背包”内含环控生保系统,关节使用气密轴承

2021/7/21 16:47:29 来源:IT之家 作者:信鸽 责编:信鸽

IT之家 7 月 21 日消息 今日中国航天科技集团发表文章,详解了神舟十二号航天员出舱使用的新款“飞天”航天服。2021 年 7 月 4 日,航天员刘伯明、汤洪波完成了长达 7 小时的出舱活动,进行了相关设备组装、全景相机抬升等既定任务,标志着我国空间站建造阶段航天员首次出舱活动取得圆满成功。

这一航天服具有一个“大背包”,长度可达臀部以下。官方表示,舱外航天服相当于穿在身上的载人飞船,不仅要保护航天员的身体安全,还要为航天员在太空环境中生存提供保障。航天员刘伯明和汤洪波背在背上的“大背包”,实际上就是“飞天”舱外航天服的背包式环境控制与生命保障系统,简称环控生保系统,可以直接向舱外航天服中提供通风、供氧、供水,还可以控制航天服内的气体环境,保证航天服内的环境舒适,满足航天员出舱时的需要。

“大背包”内部的环控生保系统在设计时还便于检修,其中的氧气瓶、电源、无线电通信设备等出现问题时,航天员可以在轨维修,更换零件。许多设备都被安装在了“大背包”的密封盖上。进行更换时,只需要解开扣住仪器设备的带子即可,操作方便。

图中可见,航天服的大背包还是航天员的出入口,能实现 3 分钟穿脱。背包的铰链位于左侧,四周具备密封装置,保证舱外航天服内部的气密性。

除了背包之外,舱外航天服还包括航天服本体和测控通信系统。本体包括上下肢、头盔、手套等。上下肢部分和手套属于软结构,从里到外有十多层,即出舱内衣、液冷服、气体循环空间、氧气输送管道、加压层衬里、辅助加压气囊层、主加压气囊层、外限制层、隔热和防流星体层、外防护层等,能够对航天员的身体进行有效保温,同时保护航天员免受太空空间环境及流星等的侵害。

值得注意的是,航天员进入舱外航天服前需要首先穿着蓝色的液冷服,表面布满塑料细管,展开后长度可达 100 米。细管内流通着冷却液,它能够带走航天服内多余的热量,使航天员在舱外工作时也能保持身体干爽舒适。

头盔方面,“飞天”舱外航天服的头盔由头盔壳、面窗结构和颈圈等构成。其中,面窗有四层结构,最内层是两层压力面窗,中间充氮,能够起到隔热和防结雾的作用,保证航天员视野清晰;然后是防护面窗,它防护着压力面窗不受损,如果其自身损坏了可以在轨进行更换,进一步保护着航天员在太空中的视野;最外层金色的是滤光面窗,是航天员的“太阳镜”,当航天员在阳照区出舱时,就可以放下滤光面窗,保护航天员的眼睛。

此外,航天服还在肩、肘、腕膝、踝等关节处使用了气密轴承,保证航天员的手脚可以随意转动的同时严格保证气密性。所以,重达 130 千克的“飞天”舱外航天服可以说是重而不笨,行动灵活。

IT之家了解到,航天服的测控系统主要维持航天员在舱外活动时与舱内通信,还能够监测和传输航天员出舱活动期间的各项生理信号、航天服的环控生保系统工作参数等。例如系统的计算机和传感器可以测量出出舱航天员的血压、脉搏,航天服内的温度、压力等,这些数据将先传回空间站,再由空间站转发至地面,以便地面人员及时掌握航天员的情况。

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