释义 太空行走是空间出舱活动的俗称,是指航天员离开载人航天器座舱,到开放的太空中活动。从更广的意义上说,也包括在其他天体表面上的活动。严格地说,人在太空中处于失重状态下是无法行走的,只能是飘来飘去;在其他天体上也只有在具有固态表面,如月球、火星等类地行星上才能行走。 目标 通常而言,航天员出舱活动是为了完成以下任务:一、将从地面分散运到轨道上的舱段、构件拼接、组装,建造空间站等大型航天器;二、检测、维修或更换航天器安装在外部暴露在太空中的仪器、设备和部件,如太阳电池翼板、天线、望远镜等遥感仪器的镜头、探头,探测太阳紫外辐射、粒子辐射、微流星和空间碎片等实验装置;三、检查、维修或回收在轨道上发生故障的航天器。
中国载人航天工程新闻发言人近日宣布,神舟七号载人航天飞行于9月25日至30日择机实施。此次“神七”发射最引人关注的,无疑是中国航天员将首次实施空间出舱活动试验,这是我国载人航天工程“三步走”发展战略第二步的首次重要飞行。 目前中国载人航天工程已迈入第二阶段。下一步,我国载人航天工程将发射空间实验室,开展短期有人照料、长期自主飞行的运营任务。空间实验室是小型空间站,在轨运行寿命达5至10年之久。为完成此目标,太空行走和空间对接是最重要的两大技术。在漫长的岁月中,设备老化或出现故障等问题是免不了的,需要航天员出舱进行检查、修理、更换。由此,掌握出舱活动的能力,是实现载人航天工程第二步的先决条件;它保证了昂贵的空间实验室能长寿命、高可靠地在轨道上运行,同时也为第三步——建造多舱组合式大型空间站创造条件。 经过多年的艰苦努力,我国已完成舱外航天服研制、神舟飞船改装、气闸舱研制,以及航天员地面模拟出舱活动训练等一系列工作,现已准备就绪。 事迹 几次著名的太空行走
“减肥” 1965年3月,苏联宇航员列昂诺夫在完成12分钟的太空行走后准备回舱时,由于航天服在太空中膨胀变大,他怎么也不能钻进只有1米直径的闸门,无论他怎样弯曲身体都无济于事。最后,他来不及请示,冒着患减压病的风险,三次对航天服减压,压力由304毫米汞柱一直减到190毫米汞柱,才使航天服缩小了一点,终于挤进了闸门。这次他足足用了12分钟,等回到飞船时已大汗淋漓,航天服里全是汗水,一称体重,竟然少了6公斤。 “退烧” 1973年,美国发射了它的唯一的空间站——“天空实验室”。入轨后,发现它的一对太阳电池翼一个在上升时被高速气流冲掉了,另一个被流星防护罩碎片缠住,伸展不开,无法发电。同时,由于丧失了兼作防热用的微流星防护罩,“天空实验室”内的温度高达50℃。 首批航天员到达空间站后,第一个任务就是到舱外切断防护碎片,打开太阳电池翼,从而恢复供电。同时,他们把一顶从地面带来的伞状遮阳篷,铺设在“实验室”外朝阳一侧,使室内温度降到20℃左右的常温,从而挽救了濒临报废的“实验室”。 “明目” 迄今为止航天员舱外活动最突出的成果是对哈勃望远镜的修复工作。哈勃空间望远镜1990年上天之后,从1993年到2002年,美国航天员4次在太空修理、更换有故障的设备、部件,安装先进的新设备,不仅纠正了哈勃空间望远镜在地面制造时隐藏的低级错误,而且提高了观测能力,延长了工作寿命。今年10月,航天员将第五次也是最后一次飞向哈勃太空望远镜,如果一切顺利,经过维修后的哈勃将自发射以来第一次所有5个仪器都功能齐全,性能将超过以往任何时候。同时,这次任务将使哈勃望远镜的寿命延长5到10年。
简史 40年400人
1965年3月,苏联航天员列昂诺夫(A.Leonov)走出“上升2号”飞船,在开放的太空中停留了24分钟,从而完成了人类航天史上首次出舱活动。 当年6月,美国航天员怀特(E.White)从“双子星座4号”飞船出舱,在太空活动了21分钟,实现了美国航天员首次舱外活动。此时,距加加林第一次飞入太空仅三年。 当时,太空行走的目的主要是为了美苏两国太空竞赛的需要,其动力是创造历史性的“第一”,技术上尚处于验证人类进入太空的可能性阶段。不过,出舱活动的实现标志着人类的载人航天迈上了一个新台阶。 当谁先登上月球成为美苏两国竞争的目标时,他们开始全力以赴地发展具备出舱活动能力的飞船——“阿波罗”号和“联盟”号,并进行了在两个航天器之间转移人员和模拟月球漫步的试验。最终,美国靠性能优异的“土星5号”火箭赢得了登月的胜利。从1969年到1972年,先后有12名宇航员分6批踏上月球表面,继而成为率先在其它天体表面上进行太空行走的人。 为了维护“和平号”空间站,苏联(俄罗斯)及其他国家的宇航员共进行了81次太空行走。而到2007年12月,国际空间站的宇航员完成了第100次太空行走,至此,共有73名宇航员参与过与国际空间站有关的太空行走,他们的舱外活动总时间已超过624小时,相当于26天。在他们的努力下,国际空间站从最初的一个舱段“生长”为一个庞然大物。 从1965年人类第一次太空行走到2008年4月国际空间站第17次考察组进行的2次出舱,目前共有400多名航天员完成了出舱任务。 装备 世上最昂贵、最沉重的行头
航天服 出舱活动的航天员必须从头到脚“武装”起来,服装全部密封,除了外表要能抗太阳辐射和微粒子的撞击外,内部还有精细的生命保障系统,为航天员提供8到9小时的生命活动基本保障和对外通讯能力包括衣裤(服装)、头盔、手套和靴子等。 服装由多层组成。最里面的一层是液冷服,外形像一件衣裤连在一起的工装,用有弹性的细管编织成网状,细管内有冷却水循环流动,用于带走身体发出的多余热量。 头盔由头盔壳、面窗和颈圈组成。头灰壳用高强度聚碳酸酯制成,四壁衬垫上镶有细管,并有减震、隔热、消声、通风和供氧的功能;面窗除有开阔的视野外,还有过滤紫外线的作用,以保护眼睛;颈圈是头盔与服装的连接件,有良好的气密性和连接强度。 手套和靴子通过有全密性的腕圈与服装连接。手套按航天员手的大小定制。手指部分有波纹结构,便于操作,同时要求保证航天员触觉敏感,制作难度很大。靴子有加压靴和外套靴两层:加压靴是服装加压服的延伸,中间用腕圈连接;外套靴则用于防热和防磨损。 正因为如此复杂,中国首批舱外航天服价值达到3千万元人民币。 太空背包 “太空背包”由身着航天服的航天员背在身上,由供氧装置、空气再生系统、温度控制系统、监测系统和无线电通信系统等组成,其功能是向航天服内输送氧气和冷却水,维持航天服内的压力和温度,实施通风、散热,以及为航天员提供与载人航天器或地面之间的通信。 脐带 世界各国在早年或初期太空行走时,一般还没有准备好背包式环控生保系统,或者为了减轻航天员的负担和确保万无一失,要用一根由多条管道组成的“脐带”,从母航天器中伸出,连接到航天服上,由母航天器通过“脐带”向航天服输送氧气、压力、冷却水和电力,完成通风、散热、清除废气及提供通信。这好比胎中婴儿以脐带与母体相连来维持生命一样。这根“脐带”就是名副其实的航天员太空行走的生命线。中国的首次太空行走,也将经历这一“脐带”的过程。 气闸舱 凡有执行出舱活动任务的载人航天器,必须设置气闸舱。气闸舱是一种特设的专用小舱室,可供两名航天员同时在里面穿、脱航天服。 气闸舱的主要特点是有内、外两扇门,内闸门与座舱相通,外闸门与太空相通。航天员欲出舱,先在外闸门关闭情况下打开内闸门。航天员进入气闸舱,穿好航天服后,关闭内闸门,以防止座舱中的空气外泄,然后将改舱的压力逐步降低到零,然后打开外闸门,走入太空或其他天体表面。返回时,则经过相反的过程。因此,气闸舱必须具有良好的减压与增压功能,压力变化速度必须与人体生理功能相适应。
训练 先做“浪里白条”
一套舱外航天服加上背包式环控生保系统,重量在100千克至120千克。不过在太空中它们是没有重量的,航天员穿着并不感觉重,但是非常臃肿。服装里面充气,四肢鼓鼓囊囊的,举手投足很困难,动作笨拙;戴上手套的手指,感觉也很迟钝;由于物体没有重量,操作时用力大小也掌握不住。为了顺利实现太空行走,特别为了完成太空组装、检修、更换设备等操作,航天员必须在上天之前,经过专门训练。 训练的内容包括:如何穿脱舱外航天服,如何在失重条件下稳定自己的身体,如何利用“脐带”来定向和“行走”;如何借助周围物体施力和掌握用力技巧,以及安装、拆卸、检查、维修等专门操作训练。 航天员通常在失重飞机和大型水池中进行失重和摸拟失重训练。 出舱活动航天员更多地是在大型水池中训练。例如,美国被称为“中性浮力实验室”的水池,长61米,宽31米,深12米,可容纳国际空间站的整个舱段或航天飞机的货舱。穿着舱外航天服的航天员与1:1的空间站舱段或其他航天器模型,在水池中练习运动和装卸、检修、更换部件等操作。水池中水的比重通过加入介质进行调节,使穿着舱外航天服的航天员既不沉入池底,也不浮在水面,从而模拟太空处于失重状态,练习行动和装卸、检修、更换部件等操作技巧。中国也有这样的大型水池。 国外资料表明,出舱活动1小时,在地面至少需要进行100小时的训练,以使航天员技术熟练,心理素质稳定。 此信息共有2页 【 1 2 】 |