太空行走的航天服式怎样构成的?

2025-03-26 08:30:41

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回答1：

航天员进行太空飞行必须穿着特殊材料、选用特殊工艺、经过特殊加工和特殊技术制成的航天服，有的航天服造价可达上千万美元，航天服是世界上最为昂贵的衣服，它是保障航天员生命安全的最重要的个人救生设备。

　　航天服的结构。航天服一般由压力舱、头盔、手套和靴子组成。其结构可分为软式、硬式和软硬混合式的，按着用途航天服可分为舱内航天服和舱外航天服两大类。

　　舱内航天服是航天员在航天器内使用的航天服，如果飞船在发射、轨道运行和返回过程中发生舱内漏气等事故的时候，穿上舱内航天服，就可以保证航天员的生命安全。航天服的大小是为每一个航天员量体裁衣。舱内航天服一般由航天头盔、压力服、通风和供氧软管、手套、靴子以及相关附件组成。一般重20～30千克，再套上降落伞，重量可达40多千克。

　　航天头盔一般带有密闭的启闭机构和球面形状的全景面窗。

　　压力服是航天服的主体，一般为上下身连接在一起的连接式，压力服必须具备非常好的密封性，能够在充气和加压的情况下，仍然保持密封状态，同时，压力服还必须保证人的四肢可以在一定范围内活动。

　　航天员既可以航天手套戴在压力服的袖口上，并保证其密封性，也可以将手套脱掉。

　　靴子，有与压力服连接在一起构成整体的靴子，不单独使用。也有具有断接器的可以脱的密封靴子，还有可穿在压力服限制层的套靴。

　　航天服通风供氧软管与舱内通风供氧装置连接在一起，在正常情况下，能够给穿着航天服的航天员提供全身的通风，使得航天员处于比较舒适的环境中；当座舱出现压力急剧下降的时候，给航天服通风的风机会自动关闭，使航天服处于密封供氧状态，应急供氧装置通过服装软管将氧气送入航天服内，一部分氧气将进入头盔内供航天员呼吸及头部散热，然后由压力调节器排出。

　　舱外航天服主要由外套、气密限制层、头盔、手套、靴子、液体冷却通风服和被包装置等设备组成。

　　国外已经使用的舱外航天服的重量大约有250磅，舱外航天服除具备舱内航天服所具有的功能外，还增加了预防宇宙射线辐射、防热、防止微小陨石撞击、放紫外线等功能。为了保证人体的热平衡，还增加了液体冷却系统，航天服的后背上还安装了一个大包子，里边装有航天员所需的生命保障系统。

　　舱外航天服的上身是坚硬的，装有手臂和生命保障系统，头盔与身上连接在一起，头盔无法随航天员的头部一起活动，必须与身上一起活动。航天员的四肢活动是通过气密轴承和一个可以活动的关节连接来保证四肢各关节的活动性能。

　　外套是由多层防护材料组成的真空隔热屏障层，具有放辐射、隔热、防火、放微小陨石撞击等功能。气密限制层是舱外航天服最重要的部分，选用重量轻、无毒、抗压强度高、伸长率小的材料制成，其作用是保证航天服绝对密封，限制航天服膨胀、使航天员的四肢可以在一定范围内活动。

　　液体冷却通风服穿在气密限制层内，在航天服的躯干和四肢部位都设置了许多塑料细管，液体通过的时候，可以将热量带走。此外，还装有通风管。

　　头盔有两种，均通过颈圈与航天服连接，一种面窗可以随意开启和关闭的，在应急减压时候，可以自动和人工手动开启和关闭，另一种是平时不戴，必要的时候再戴，头盔外还安装了防护罩和保护眼睛的遮阳装置。手套、靴子与服装限制层相连接。

　　背包装置，主要由氧气瓶和供氧供气调压组件、水升华器和水冷却循环装置、空气净化组件、通风组件、通信设备、应急供氧分系统、控制组件和电源、报警分系统、遥测分系统等组成，它能够为航天员提供生命所需的氧气、控制航天服内的气压、调节航天服内的温度、清除航天服内的二氧化碳、臭味和微量污染。当航天员出舱活动时，将背包装置和航天服配套使用，可以保证航天员在舱外活动8～9个小时。同时，如果舱内生命保障系统发生故障，航天员可的大气压力之中，这样，即使飞船发生了泄漏事故，舱内空气溜走，依靠航天服也能在人体周围创造出一个适宜人生存的微小环境，可以有效地防止低压环境对航天员的危害，所以，能在一定时间内保证航天员的生命安全。

　　值得一提的是，航天员在舱内穿着航天服必须将航天服与舱内的环境与生命保障系统连接起来一起使用。如果应急救生时间较长，还可以根据需要配置尿收集器以收集航天员的尿液排泄物。

　　舱外航天服是航天员走出舱外进入宇宙空间作业的时候所必须穿戴的防护装置，从一定意义上来说，舱外航天服是最小的航天器。

　　由于航天服具有气密性，转动头部和手腕均不会漏气，使得航天服穿着起来非常费劲。一个航天员是无法完成的，升空的时候可以由服务人员帮忙，而返回的时候，如果是几个航天员同时飞行，可以相互帮忙，一个航天员则需要等相关人员的到来。

　　航天员穿衣服可以说是最复杂的穿衣服了，在地面航天员穿衣服都要费那么大的劲，在太空失重的情况下就更是一件不容易的事情了，为此，航天员在地面上需要练几十次。

　　由于航天服的设计是不同的，因此，穿脱航天服，美国和前苏联/俄罗斯是不同的。俄罗斯的舱外航天服是后开门的形式，采用坚硬的躯干，与头盔结合成一个整体，而四肢为软的囊，航天员从航天服的背部的一个铰链门进入航天服。美国的舱外航天服是分体式，是硬的上躯干，软的下躯干及袖子、手套、裤腿和靴子。手套按人定做，头盔可拆卸。便携式生命保障系统安装在硬躯干的后面，手动控制和显示器安装在前面，航天服的上下躯干由一个腰部断接器连接，航天员穿航天服时，从腰环进入，先穿下身，然后穿上身，一个人完成起来很困难，通常需要别人帮助。相比之下，大多数航天员认为，俄罗斯的航天服非常耐用，结构简单，具有灵巧方便的特点。

　　在人类太空飞行的过程中，由于不穿航天服，曾经发生过的悲剧。

　　上世纪60年代末到70年代初，为赶超美国人设计的两座舱飞船，前苏联设计师将原有的两座舱“联盟”号飞船改为3座舱。航天员杜博罗沃里斯基和他的两位战友要“挤进”这个窄小的飞船，放弃了占用很大空间的航天服。

　　1971年6月30日，杜博罗沃里斯基、沃尔果夫和巴查耶夫在“礼炮”号轨道空间站完成了3个多星期的工作后，进入“联盟－11”运载飞船返回地球。飞船即将进入大气层时，座舱中与外界连接的通风安全阀忽然松开了。气压阀松动后，飞船上的通气小窗快速地一开一合，舱内的空气迅速地向太空中散去，舱内气压在20秒钟内从900毫米汞柱降到了500毫米汞柱，1分钟后降至170毫米汞柱！

　　飞船出现漏气4秒钟后，杜博罗沃里斯基每分钟的吸气次数达到了48次，而正常人应为16次，此时杜博罗沃里斯基几乎进入了濒死状态，半分钟后，死亡降临。尸检时发现，3位宇航员的濒死症状几乎完全相同，他们都有脑溢血、肺部充血、耳鼓膜破损的迹象。如果他们当时穿上宇航服，这个悲剧是完全可以避免的。

回答2：

它本身就是一个小飞行器，自身是一个独立的生命保障系统。通过这个密闭的微循环，能够保证航天员太空行走所需的气、液、电的供给，保证航天员在真空时的供气供氧，保证合适的温度，为航天员的生存、工作和通讯提供保障。
　　目前，美国和俄罗斯研制的舱外航天服，均使用特殊的材料及防护层。它的外层防护材料具备防辐射、防紫外线、抗骤冷、骤热等功能，能够抵抗高温和低温。同时，舱外航天服能使航天员免受太空微流星体撞伤，并能过滤一定程度的辐射，在航天服里面还有风扇或水冷式的布料去除过量的热。气压调节是舱外航天服的一个关键，不能出现一丝漏气，否则将危及宇航员的生命。

　　从质地来看，美式、俄式的舱外航天服并不相同。美式航天服由软材料制造而成，上下分身，航天员需要在别人帮助下才能穿得上。俄式航天服呈半软半硬状态，除了胳膊和腿部为软材料制造外，其余部分全部为金属材料，属于“自穿”式的。

回答3：

航天员在太空中行走，由于太空环境非常恶劣，不仅有高真空、缺氧、极度的温度变化和可怕的宇宙辐射，而且还有太空垃圾、微陨石和微陨尘，所有这些都可能危及航天员的身体健康和生命安全。人们在地面上生活，由于有大气层的保护作用，才能幸免遭到这些恶劣环境因素的危害。航天员离开地球，乘坐载人飞船或航天飞机进入太空，也不会遭到这些恶劣环境因素的危害。这是因为飞船、航天飞机和空间站内有环境控制与生命保障系统，不仅提供了正常的大气压力、充足的氧气、适当的温度和湿度，而且还能防止宇宙辐射、太空垃圾、微陨石和微陨尘的危害。但是航天员一旦离开飞船、航天飞机或空间站，走出加压舱进入空旷的太空，靠什么来防护航天员？只有依靠舱外航天服。如果没有舱外航天服的防护作用，进入太空的航天员可能一分钟也活不成。

　　舱外航天服的作用就是维护航天员在太空行走时的生命安全。具体地说就是向航天员提供氧气、保持大气压力、排除二氧化碳、维持舒适的温度和防止宇宙辐射的危害。除此之外，航天服还保证航天员在太空能顺利完成各种任务，因为穿上航天服航天员在太空行走时能看得清楚、能与地面控制中心或其他航天员进行通话联系、在航天飞机或空间站周围能随意行走和活动。总之，航天员在太空行走时，舱外航天服就相当于一艘贴身的小型飞船。

回答4：

“飞天”舱外航天服档案
　　重量：120公斤

　　颜色：白色

　　造价：约3000万元

　　组成：用料软硬结合，从上到下依次是头盔、上肢、躯干、下肢、压力手套、靴子

　　适用：四肢装有调节带，通过调节上臂、小臂和下肢的长度，身高1.60米-1.80米的人都能穿上

　　耐力：可支持4个小时舱外活动，并可重复使用5次

　　上肢关节

　　巧妙地利用仿生结构，使关节活动更加自如。

　　腕镜

　　手腕处装有一面小镜子，航天员可以通过它随时察看自己身上的各种开关。

　　背包

　　高1.3米，是航天服穿脱(进出)口的密封门，在背包壳体内安装舱外航天服生保设备，背包壳体下端安装有挂包、备用氧瓶等。背包关闭通过拉紧钢索和操作关闭手柄完成。

　　头盔

　　经过科研攻关，“飞天”航天服头盔的视野比其他同类产品要大。

　　摄像头头盔还有摄像头，可拍摄航天员出舱操作。

　　照明灯两侧各一照明灯，可照亮服装胸前部分，方便航天员在阴暗面操作。

　　报警指示灯两侧有报警指示灯，一旦服装出现泄露报警灯闪。同时还有语言报警。

　　面窗其面窗4层，2层充压结构，2层之间充高纯氮气，防结雾，外面是防护面窗，外层是滤光面窗，对太阳光折射率低，迎着光照面可拉下它。

　　手套

　　为每位航天员量身定做，看上去特别厚实，有点像拳击手套。

　　外层热防护手套外层为纤维织物，有两层气密，使用特殊隔热橡胶材料，能耐受高温到100℃。

　　指尖指尖部分，只有一层气密层，保持触觉。手指背部位内有两层真空屏蔽隔热层。

　　手心在手心握物部位设置有凸粒状橡胶，主要为防滑。手套可握住25毫米的铅笔粗细的东西。

　　热防护盖片在手背有可翻折的热防护盖片，用于覆盖手指部位，提高此部位的热防护能力和保证手指的关节活动性。

　　手表

　　专门设计的航天手表，材料适合航天特殊环境。

　　外观它比一般手表表盘大，实现功能也比普通手表多，上有三个小表盘，分别是小时、分钟、秒。可以读北京时间和飞行时间，另外可以转动表盘记时。

　　用途航天手表可让航天员在漆黑的太空中，清楚地知道地球的昼夜之分。保障航天员的生活规律与地球同步，不至于打乱生物钟。

　　衣料

　　航天服须真空屏蔽隔热，所用织物要多种织法结合起来才能达到强度要求。

　　层次航天服6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、最外面的外防护层。躯干达到7层，最厚的是挂包有20层。

★ 对话

　　航天服就是一个微型载人飞行器

　　舱外航天服分系统主任刘向阳称，航天服工程与飞船类似

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