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太空行走可不是在宇宙空间中散步,为何女航天员太空行走少?

  “神七”航天员在执行“出舱活动”任务时是否采取系带行走的方式,一直有不同说法。今天上午记者获悉,“神七”航天员将实行系带行走,而且是从出舱时就系带,一直到返回气闸舱,这个时间为半个小时到一个小时。

  人长大了,要走出摇篮;人类成熟了,要走出地球。

据最新消息,“国际空间站”上的美国女航天员麦克莱恩和科克原拟定美国东部时间3月29日同时出舱,进行世界第一次“全女性太空行走”,但因航天服问题临时取消,改由女航天员科克和另一位男航天员进行。而女航天员太空行走问题也由此赚足了眼球。

据航天专家介绍,出舱方式一般来讲有两种,一种是“脐带式”,航天员身系安全带走出载人航天器到舱外,这根带子类似胎儿与母体相连的“脐带”,航天员在舱外所需要的氧气、压力、冷却工质、电源和通讯等都是通过脐带由“母”载人航天器提供,这种方式在早期出舱活动中经常采用;现在出舱活动更多采用“自主式”,即由舱外航天服担负起航天员生命保障功能,这种方式又分为两种,一种是从一出舱到返回都系安全带;另一种是刚开始不带安全带,到作业面再系。这种安全带起的是保险绳的作用,为的是避免航天员在太空中飘走。

  早在古代,希腊神话里就有插着蜡翅膀飞向太阳的伊卡洛斯少年,中国神话里有逐日的夸父和奔月的嫦娥。自此,人类遨游太空的梦想从未停止过。

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航天专家庞之浩告诉记者,“神七”与“神六”的主要不同就是将轨道舱改为了气闸舱,气闸舱一般有两个闸门,航天员出舱时先走出内闸门,然后关闭内闸门,把气闸舱内的空气抽入座舱内,当气闸舱内和外空压力相等时就可打开外闸门进入太空了。航天员返回气闸舱时按相反的顺序操作,整个过程有点像船过水闸。

  从40多年前苏联宇航员列昂诺夫走出飞船的那一刻起,人类迄今已进行100多次太空行走。

太空行走 资料图 新华社供图

目前舱外航天服有美式和俄式两种,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,它属于“自穿”式的。“神七”航天员穿的舱外航天服由我国自主研制开发,但更多借鉴了俄式航天服的特点。

  中国的神舟七号飞船正在等待最后的发射。这一次将有1名宇航员走出飞船,成为中国太空行走第一人。

现在,已有多项女子太空行走的世界纪录问世。例如,1984年7月25日,苏联的萨维茨卡娅成为世界太空行走第一女;美国的惠特森目前保持着女性以及美国进行太空行走次数最多的纪录:10次,累计60小时21分;单次太空行走时间最长的是美国航天员女航天员赫尔姆斯与男航天员沃斯一起创造的,他们于2001年3月11日在太空行走了8小时56分钟。

  中国对太空的拓边,不始于此,但中国人在人类开拓的太空边疆上行走,这是第一次。无论是技术攻关、产品研制、宇航员训练,还是任务组织指挥,都将面临前所未有的挑战。

种类繁多用手走

  在“神七”即将发射之际,本刊讲述人类太空行走的故事,讲述“神七”围绕太空行走而做的特殊设计,为读者提供一个观看“神七”的指南。

不少人以为太空行走是在宇宙空间中散步,其实不然,因为在载人航天器舱外活动一是开放的太空无路可走;二是航天员处于失重状态,也没法行走,他们移动身体是靠手或机动装置。为了方便航天员舱外活动,舱外专门装了一些扶手,航天员可像攀岩一样移动身体。所以,太空行走不是用脚走,而是用手走,严格地讲应该叫太空出舱活动。航天员若在地外星球,例如在月球表面活动,则是名副其实的太空行走。

  科幻小说家保罗·莱文森曾说:“进入太空最重要的理由,是要进一步了解我们在宇宙中的位置,进一步了解人的生命在宇宙中的意义——凡是晚上抬头望过星空的人,都对这个世界提出这样的问题。”

太空行走按出舱活动时航天员的生命保障系统是否依赖母器分为两种:一种是“脐带”式,即航天员出舱时用一根类似“脐带”的绳索与载人航天器相连接。它提供生命保障功能和起保险作用。另一种是“自主”式,即不系“脐带”,而是使用外形像一个大背包的便携式生命保障系统。“脐带”式简单、低廉,但易被缠绕,所以现在已不用了。

  比天空宽广的是心灵。对太空的拓荒,最终是对心灵的拓荒。

由于太空行走技术十分复杂,所以目前只有俄罗斯、美国和中国完全独立地掌握了它,其中中国航天员翟志刚于2008年9月27日从“神舟七号”载人飞船出舱,使我国成为世界上第三个完全独立实现太空行走技术的国家。

  中国太空“第一步”

美国人曾通过太空行走修复了刚一发射上天就出现重大故障的“天空实验室”空间站。苏俄航天员则利用出舱活动修理过“礼炮号”与“和平号”空间站,使它延长寿命。当前在轨运行的“国际空间站”更是由航天员通过多次太空行走才完成在轨组装的。另外,通过出舱活动,美国曾多次在轨回收、维修和释放了“哈勃”空间望远镜等卫星。

  相对于之前的“神六”,“神七”将实现太空行走,最大的挑战是提供可靠的舱外航天服和气闸舱

出舱必经之门户

  ★本刊记者/蔡如鹏

进行太空行走首先要通过气闸舱这个出舱的门户才行,否则会带来一系列问题。比如,不仅会使舱内的所有气体迅速泄光,造成气体大量浪费,而且航天员也会由于压差大的原因而得减压病。因此,航天员出舱前必须通过载人航天器上装的一个小舱室——气闸舱。气闸舱一般有2个舱门,一个是与载人的舱连接叫内舱门,另一个是可通向宇宙空间的外舱门。航天员出舱时先打开内舱门进入气闸舱,然后关闭内舱门,把气闸舱逐步减压到真空状态,然后打开外舱门进入宇宙空间,航天员返回气闸舱时按相反的顺序操作。

  9月20日,酒泉卫星发射中心。

因为体积等原因,目前只有空间站和航天飞机设有专用气闸舱,而载人飞船大都采用直接泄压和复压的方式(除苏联“上升二号”装有简易气闸舱外)。

  神舟七号飞船端坐在70米高的长征二号F运载火箭上,沿着一条1500米长的无缝铁轨,经过1小时零5分的垂直移动,顺利转运至发射架下,等待最后的发射。

在气闸舱内航天员不仅要穿出舱用的舱外航天服,还要进行吸氧排氮。这是因为载人航天器与地面一样为1个大气压,但是为了出舱行动方便,舱外航天服内的压力只有0.3-0.4个大气压,所以航天员即使穿着舱外航天服也不能直接出舱,否则仍会得减压病。如果航天员通过气闸舱进行高低压环境的过渡,再加上进行吸氧排氮,就可以预防减压病的发生。

  据中国载人航天工程新闻发言人早前宣布,神舟七号载人航天飞行将于9月25日至30日择机实施,届时,将有3
名航天员组成飞行乘组。其中一人将走出飞船,成为中国太空行走第一人。

价值连城的“天衣”

  一位知情的航天专家告诉《中国新闻周刊》,由于要进行出舱活动,神舟七号的技术难度和风险性要比此前的飞行大很多,无论是技术攻关、产品研制、航天员训练,还是任务组织指挥,都面临前所未有的挑战。

太空环境是非常恶劣的,因此航天员出舱时必须穿舱外航天服。它能把航天员的身体与太空恶劣环境隔离开来,并向航天员提供一个相当于地面的环境。

  中国载人航天工程火箭系统顾问组组长黄春平透露,发射首选时间定于9月25日晚9点10分。太空行走预计在2
6日或27日的下午或晚上进行,随后飞船将于28日返回地面。

舱外航天服由服装、头盔、手套和航天靴等组成,其中最复杂的是服装,它由多层组成。最里层是衬里和尿收集装置;衬里外是用于散热的液冷通风层;液冷通风层外是用于产生一定压力的加压气密层;然后是限制加压气密层向外膨胀的限制层;限制层外是对付舱外大温差变化的隔热层;最外面是保护层,采用多种纤维复合织物制成,具有良好的柔软性、耐穿透、耐磨损、耐高温、耐燃烧、耐腐蚀,还有防辐射的功能和连接其它装具的接口。

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