中國航天服：如何打造“無縫天衣”？

程醉

在太空中活動，航天服必不可少。畢竟，穿著普通的衣服是無法在太空中活動的。航天服與普通衣服最大的不同點在于，它是一個維生的系統(tǒng)。目前，我國航天員服裝系列分為在軌系列、地面系列和服裝配飾，共有10套。這其中最引入注目的自然就是在軌系列航天服啦！

在軌系列航天服是保護航天員在太空不受低溫、射線等侵害，并提供航天員生存所需的氧氣和氣壓的個人裝備系統(tǒng)。根據(jù)使用環(huán)境的不同，它又分為艙內(nèi)航天服和艙外航天服，主要由服裝、生保系統(tǒng)和通信系統(tǒng)等組成。

至關重要的艙內(nèi)航天服

艙內(nèi)航天服由壓力服裝、頭盔與手套、應急供氧和通風管路、通信系統(tǒng)等組成。因為艙內(nèi)航天服相對笨拙，不利于航天員進行工作、運動等必要的活動。因此，平常航天器在軌飛行的時候，航天員們并不會穿著艙內(nèi)航天服。

除了在航天器升空和著陸的過程中，航天員出于安全的考慮需要穿著艙內(nèi)航天服之外，當遇到航天器發(fā)生泄漏、艙內(nèi)壓力突然發(fā)生變化的時候，航天員也會迅速穿上艙內(nèi)航天服。正常起降過程中，艙內(nèi)航天服和航天器中配套的供氧、供氣系統(tǒng)是連通的。通風系統(tǒng)可以給航天服通風，以帶走航天員身體散發(fā)出來的熱量。一旦艙內(nèi)壓力出現(xiàn)異常，通風系統(tǒng)會立即關閉，使航天服內(nèi)部形成一個密閉的供氧狀態(tài)。隨后，供氧系統(tǒng)就會向航天服內(nèi)充壓供氧，并提供一定的溫度保障和通信功能。

當遇到危險時，艙內(nèi)航天服可以給航天員提供一個最小的近體生存環(huán)境。簡單地說，就是我們可以通過航天服和艙載供氧系統(tǒng)來提供給航天員所需要的氧氣和壓力。

目前，我國所使用的艙內(nèi)航天服可以為航天員提供6個小時的氧氣、壓力應急時間。

我國迄今為止有兩位女航天員都順利進入了太空。女航天員相對來說身體纖細，為了保證她們能夠在應急狀態(tài)下依然能夠完成必要的操作，因此對于女航天員的艙內(nèi)航天服又特別做出了適體性的改進。比如說手套，就需要針對女航天員的手形專門制模再生產(chǎn)。

其貌不揚的艙外航天服

猶如一件純白色的特大碼、加厚的羽絨服，身體部位又有些像盔甲，四肢部位則臃腫得像面包，背后還有個1米多高的大背包，這就是我國“飛天”艙外航天服給人的第一印象。然而，這件貌不驚人的航天服造價卻超過了3 000萬元！

艙外航天服

重量：120千克

顏色：白色

造價：約3 000萬元

組成：用料軟硬結(jié)合，從上到下依次是頭盔、上肢、軀干、下肢、壓力手套、靴子

適用：四肢裝有調(diào)節(jié)帶，通過調(diào)節(jié)上臂、小臂和下肢的長度，身高1.60～1.80米的人都能穿上

耐力：可支持4個小時艙外活動，并可重復使用5次

胸甲

像一個操控臺，包含安全帶以及電臍帶等保障系統(tǒng)

衣料

航天服須有真空屏蔽隔熱，所用織物要多種織法結(jié)合起來才能達到強度要求

手套

熱防護手套外層為纖維織物，有兩層氣密，使用特殊隔熱橡膠材料;指尖只有一層氣密層，保持觸覺;為了防滑，在手心握物部位設置有凸粒狀橡膠

上肢關節(jié)

巧妙地利用仿生結(jié)構，使關節(jié)活動更加自如

腕鏡

手腕處裝有一面小鏡子，航天員可通過它隨時查看自己身上的各種開關

背包

高1.3米，是航天服穿脫（進出）口的密封門，在背包殼體內(nèi)安裝艙外航天服生保設備

艙外航天服主要由外套、氣密限制層、液冷通氣服、頭盔、手套和靴子組成。由于它具備空間防護、環(huán)境控制以及生命保障等多種功能，所以結(jié)構特別復雜，上面的設備也比較多，因此重量高達120千克。

從航天服的材質(zhì)來說，它從外到內(nèi)一共有6層。最外面的一層是外防護層，由一種特殊的紡織面料制作而成。它能耐受正負100℃以上的溫差變化，并能夠起到防輻射、反射太陽光、防微隕石的作用。中間幾層主要是氣密層、限制層和屏蔽層。最里面的一層，也是舒適性最強的一層，它由經(jīng)過防靜電等特殊處理過的棉布制作而成。

最里層的面料之所以要進行防靜電處理，是因為航天員在艙外航天服里面呼吸的是純氧，純氧一旦遇到靜電聚集，就會發(fā)生爆炸……

服裝的材質(zhì)不過相當于人體的皮膚，那么艙外航天服的“大腦”又在哪里呢？你一定想不到，艙外航天服的“大腦”是位于前胸部位，一本漢語詞典大小的電控臺和氣液控制臺。

然而，受到視野限制，航天員并不能看到胸前以及腰跨部的這些設備。要想操作它們，航天員只能通過預先安裝在手腕部位的鏡子來進行。

艙外航天服背后的那個大背包是干啥用的呢？在科幻電影中，在航天器外的航天員們都可以利用背包來噴射前進或改變方向。不過，在現(xiàn)實中，只有美國在1984年使用過類似的裝備。其噴射推進使用的是火箭燃料，背包的大小顯然不夠，因此當時美國航天員還有一個類似座椅的推進裝置。我國“飛天”艙外航天服的背包高1.3米，主要為航天員提供氧氣，控制航天服內(nèi)的溫度和壓力，清除航天服內(nèi)的二氧化碳、臭氣、濕氣等。

另外，在艙外航天服的腰部還有一根非常重要的“電臍帶”，它與航天器的內(nèi)部設備相連接，主要用于航天員與航天器的信號傳輸、電源供應，同時也能作為安全繩的備份使用。

艙外航天服具備了航天器里面的大部分功能，簡單地說，它本身就是一個“迷你”版的航天器。

“高顏值”的地面系列和服裝配飾

航天服地面系列以及其所搭配的各種配飾，展示的是中國的國家形象，因此備受各界關注。

過去，我們的航天員在地面出席各種活動時，總是穿著唯一的一款“出征服”，難免顯得單調(diào)。因此，新款航天員服裝在設計時充分考慮了服裝的穿著場合、功能、美觀、舒適和工效學等的需求，包括了夏常服、秋冬常服、常服大衣、作訓大衣等系列。在服飾方面更增添了航天員標志牌、航天飛行榮譽標以及姓名牌等。

我國航天員地面系列服裝采取航天傳統(tǒng)的藍色系，胸前藍色“V”形圖案，寓意著每一次任務的圓滿成功。左上臂配有中國載人航天工程標志，右上臂配有航天器載人飛行任務標志。右胸前自上而下是航天員標志、姓名牌和航天飛行榮譽標志，左胸前自上而下是國旗、已執(zhí)行的任務徽章。

特別值得一提的是，飛行榮譽標上面有幾顆星，就表示這個航天員上過幾次太空。如果沒有參加過航天飛行任務的航天員，上面就是空的。

以艙外航天服來說，外層防護面料來自于成都某特種紡織品企業(yè)，軀干殼體來自于運載火箭總裝廠，西安微電子技術研究所則攻關了數(shù)碼技術分系統(tǒng)……實際上，不論是在軌航天服系列還是地面航天服系列，都是一套非常復雜的系統(tǒng)，絕非一家單位能夠獨立完成設計和生產(chǎn)，都是集合各個行業(yè)的精英群體才研制出來的。