【世界知識】:中國人登月的“貼身衞士”_風聞
钢铁沧澜-1小时前
作者:蘭順正
首發自:《世界知識》
9月28日,由中國航天員科研訓練中心主辦的“第三屆航天服技術論壇”在重慶召開。開幕式上,中國載人航天工程辦公室首次公開了中國登月服的外觀,並面向社會為登月服徵名。
在太空出艙活動是一項高風險、高難度的探險作業任務,航天員完成這一任務離不開艙外航天服。艙外航天服是在飛行員密閉服基礎上發展起來的一種多功能裝備,本身堪稱一座小型飛船,具有氣壓控制、氧氣供應、小便收集能力,還要有比較大的強度,以免被異物刺穿。因其結構複雜,做工艱難,航天服研發也被視為一國航天能力的重要體現。
登月航天服作為艙外航天服的一種,由於需要登陸其他天體,相比只在太空中活動的航天服又更具技術難度。登月任務不僅在往返地月之間的過程中要經歷高真空、宇宙射線和微流星體等險惡環境,也要能適應着陸後的的月面環境。
月面宇宙射線輻射強度是空間站軌道高度上的2~3倍,且太空中有大量微流星體撞擊月面,要求月面航天服具有足夠的抗輻射和防撞擊性能。月面晝夜温度在約-180~120℃之間劇烈變化。對航天服的隔熱保温性能要求更高,外層要防止輻射熱量進入,內層要防止人體熱量過度散失,並保持材料在高低温交變下的完整性和耐久性。
月塵粒徑僅約為幾十μ米,由於靜電、微重力等因素,可能在登月航天服表面沉積,進而造成磨損,甚至滲透進航天服內層,導致密封失效。月塵對航天服的危害主要有:吸附在頭盔面窗,影響航天員視線,如果航天員在艙外活動過程中進行擦拭,還可能造成面窗及手套的永久磨損;沉積在登月服外層,增加服裝材料磨損,加速材料老化;侵入壓力服表面,進而可能侵入外防護層、隔熱和防微流星層、氣密限制服之間,導致軸承和關節的活動力矩增大、磨損及密封失效等;侵入服裝內部後會污染生命保障系統。
此外,月球表面重力僅為地球的1/6,穿着登月航天服的航天員會明顯感受到服裝重量,這就會影響到舒適性和操控靈活性。
1969年,美國航天員阿姆斯特朗穿戴“阿波羅”艙外航天服登月,這套航天服質量約80千克,可保證航天員七小時左右的月球漫步。在“阿波羅”計劃中,航天員不僅要在月面上蹦跳,還要開着月球車四處巡視,僅為讓他們能坐下,工程技術人員就對航天服設計做了大量修改。即使如此,“阿波羅”艙外航天服仍相當笨重,關節部分是橡膠做的,電纜是金屬做的,從胯部到肩膀有一條長長的拉鍊,橡膠會讓人感覺皮膚乾燥,金屬電纜會斷裂,而拉鍊一旦出問題就會致命。雖然這些情況都沒有發生,但美國宇航局一直為此提心吊膽。
中國在研發航天服方面早已進入世界前三。2008年9月27日,“神舟七號”航天員翟志剛進行中國首次太空行走,中國自研的第一代“飛天”艙外航天服也首次亮相太空。2021年7月4日,“神舟十二號”航天員劉伯明、湯洪波身着第二代“飛天”艙外航天服,歷經約七小時的出艙活動,圓滿完成既定任務並順利返回核心艙。
自2020年啓動登月服研製以來,中國團隊聚焦複雜環境綜合防護、人服能力提升,以輕量化、小型化、高安全可靠為目標,突破了多項關鍵技術,確立了總體技術方案,為將來圓滿完成中國首次載人登月任務奠定了堅實基礎。
據介紹,此次亮相的中國登月航天服,相較於空間站目前使用的艙外服,顯得更修身,對航天員的適體性更強。同時,整體性更加凸顯,外部設備元器件呈現小型化、集成化,這也使得登月服更像一件“衣服”,而且,登月靴由於需要長時間的承受壓力和磨損,其綜合防護能力也大幅提升。
此款登月服將主要用於航天員執行月面出艙活動任務時的生命保障和作業支持,能夠對月球表面的真空、高低温、月塵、輻射環境等複雜環境進行綜合防護,着服航天員可以完成行走、攀爬、駕車、科考等月面出艙活動作業。
另外,在登月服外觀設計上,上身裝飾帶融入了敦煌飛天飄帶的飄逸優雅和傳統鎧甲的硬朗厚重,體現了剛柔並濟的中國美學;腿部裝飾帶加入了火箭升空的尾焰造型,與上身圖案相呼應,形成一飛沖天的態勢,體現了中華騰飛的美好意涵。