航天员在执行出舱活动漫步太空可不是一件简单的事情,面临着各种各样的挑战、威胁。这也是为什么每次出舱活动之前,航天员和地面的工作人员都需要做好充分的准备的原因。例如地面的工作人员需要对太阳活动进行预测,看看在执行出舱活动的时间段有没有出现太阳活动,或者出现其他恶劣的空间天气状况。
而在轨的航天员需要对舱外航天服进行检查,确认安全,做好各项准备工作后,航天员才能执行出舱活动。当航天员执行出舱活动时,他们都要穿上舱外航天服,无一例外,不仅我国的航天员是这样,美国、俄罗斯或者其他国家的宇航员在国际空间站执行太空执行任务也是如此。
当航天员从飞船、空间站进入外太空,直接进入空旷的太空中,完全处于失重的状态,没法用脚行走。为了方便航天员在执行出舱活动时,空间站、飞船外壁不是完全平整的,而是会安装一些扶手或者其他的装置,让航天员在舱外移动可以通过手去抓扶手,或者通过机械臂或者其他的装置来移动身体。
航天员在执行出舱活动之前需要通过一个气闸舱,气闸舱一般有2个舱门,一个舱门直接同向外太空,可以称为“外舱门”,另一个舱门则和飞船或者空间站连接,可以称为“内舱门”。当航天员在空间站、飞船内穿上舱外航天服后就会打开内舱门从飞船、空间站进入到气闸舱,然后关闭内舱门,把气闸舱内的空气抽走到真空状态,这时候就可以打开外舱门进入外太空了。
当航天员进入外太空后,在外面开展一系列的工作,包括进行舱外维修、舱外设备安装等,在完成这些工作后,航天员会再次打开外舱门进入气闸舱,然后关闭外舱门,给气闸舱加压后才能打开内舱门进入飞船、空间站内。
除此之外,航天员在出舱之前还需要进行吸氧排氮。因为空间站内的气压和地面是一样的,但是在执行出舱活动时,舱外航天服内的气压只有0.3-0.4个大气压,穿上舱外航天服后还不能马上出舱,先进入气闸舱进行高低压环境的过渡,还要吸氧排氮,这样一来就能避免出现减压病。
此前航天员汤洪波曾经表示整个出舱活动的流程是非常复杂的,在执行出舱活动之前需要准备很多天时间,而且在出舱活动的当天,航天员也需要花几个小时做好准备工作才能打开舱门去执行出舱活动。
舱外航天服穿十几次就扔?
可以说,没有舱外航天服就不能执行出舱活动。因为外太空环境极为恶劣,在空间站、飞船内生活、工作,飞船、空间站可以保护航天员的安全,避免遭到宇宙辐射的伤害,或者避免空间小颗粒的撞击。而在执行出舱活动时,航天员就会离开飞船、空间站的保护,必须穿上舱外航天服才行。而舱外航天服本身就相当于一艘迷你的载人飞船,为航天员提供一个恒温恒压的环境,还能屏蔽大部分宇宙辐射和一些空间小颗粒的撞击。
由于舱外航天服直接进入到外太空,所以舱外航天服的研制、制造很复杂,技术含量相当高。舱外航天服由服装、头盔、手套和航天靴等组成,其中服装是最复杂的,它由多层组成。在舱外航天服的背部还有提供氧气等维持生命所需各种条件的便携式生命保障系统。
由于从空间站、飞船进入外太空需要进行减压过渡、吸氧排氮等过程,很复杂,所以在执行出舱活动的时候,航天员不能频繁回到气闸舱,一出到外太空可能就是几个小时,时间比较长,所以舱外航天服内还会有饮水袋,还有一个放置食物棒的长孔,航天员只要一伸嘴即可以吃到美味可口的棒状食品。当然,在执行出舱活动的期间,航天员也不能回到飞船、空间站内大小便。
当前我们空间站上使用的是第二代“飞天”舱外航天服,高度达到2米左右,重达130多公斤。和第一代舱外航天服相比,新一代舱外航天服可以支持更长时间的舱外活动,重复使用次数更多,关节处更加灵活,所以舱外航天服的可靠性、舒适性都有了大幅度的提升。
虽然舱外航天服进行了升级,使用次数也从几次提高到了不少于15次,但始终都是没法永久使用。因为在执行出舱活动时航天员穿着舱外航天服直接暴露在外太空恶劣的环境中,宇宙辐射很强、还可能有空间小颗粒的撞击,而且在进出舱、舱外移动过程中也难免会出现磨损的情况,为了航天员的安全,舱外航天服的使用次数是有限制的。
目前我国空间站的3套舱外航天服已经支持航天员完成了21次出舱活动,保障了19名航天员、42人次成功完成出舱活动。单件舱外航天服的使用次数最高达到了19次,已经超额完成了“3年15次”的寿命设计指标。
虽然超出了“3年15次”的寿命设计指标,但我们的舱外航天服性能稳定,可以延寿使用,问题不大。因为在执行出舱活动之前,航天员会对舱外航天服进行检查,确认没问题才会进行出舱,如果发现舱外航天服破损或者存在其他的问题,那可能就会更换新的舱外航天服了。
为何不能带回地球?
可能有一些网友好奇,舱外航天服造价那么高,使用次数达到上限后,性能不足以支持继续使用了,为什么不能带回地球呢?
理论上来说,舱外航天服是可以带回地球的,但在实际情况中,不一定会把它们带回来。因为舱外航天服比较大,高约2米、重约130公斤,带回来的话需要占用飞船内很大的空间。
我国现在只有神舟载人飞船返回舱能够从空间站带这些物资会地面,如果想要将这些舱外航天服带回地面的话,那飞船返回舱内就没有多少空间给航天员了。毕竟飞船返回舱内空间不是很大,下行能力也有限。不过,当我们未来有了可以重复使用的货运飞船后,我们就能将舱外航天服或者其他的物品带回地面了。