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2024年4月26日发(作者：)

宇航服研究进展

宇航服（spacesuit）是保障航天员的生命活动和工作能力的个人密闭装备。

可防护空间的真空、高低温、太阳辐射和微流星等环境因素对人体的危害。在真

空环境中，人体血液中含有的氮气会变成气体，使体积膨胀。如果人不穿加压气

密的航天服，就会因体内外的压差悬殊而发生生命危险。 航天服是在飞行员密

闭服的基础上发展起来的多功能服装。早期的航天服只能供航天员在飞船座舱内

使用，后研制出舱外用的航天服。现代新型的舱外用航天服有液冷降温结构，可

供航天员出舱活动或登月考察。

1 宇航服的分类与特点

宇航服按功能可分为舱内宇航服和舱外宇航服。

舱内宇航服也称应急宇航服,当载人宇航器座舱发生泄漏, 压力突然降低时,

宇航员需及时穿上它,接通舱内与之配套的供氧、供气系统, 服装内就会立即充

压供气, 并提供一定的温度保障和通信功能。宇航员一般在航天器上升、变轨、

降落等易发生事故的阶段穿上舱内宇航服, 在正常飞行中则不需要穿着。

舱外宇航服比舱内宇航服要复杂得多, 它是宇航员出舱进入宇宙空间活动

的保障和支持系统。它不仅需要具备独立的生命保障和工作能力, 包括极端热环

境的防护和人体平衡控制、氧气供应和压力控制,服内微环境的通风净化、测控

与通信保障、电源供应、宇航员视觉防护与保障等, 而且还需具有良好活动性能

的关节系统以及在主要系统出现故障情况下的应急供氧系统。

与舱内宇航服相比, 舱外宇航服具有更大的技术难度。舱外宇航服实际上是

一个小型载人宇航器,它具备密封座舱保障生命安全的全部功能, 如能防微流星

体撞击、防辐射、供氧、维持一定的温度和湿度、能处理二氧化碳和其他有害气

体。长时间穿用的舱外宇航服还能让宇航员饮水、进食和大小便。此外, 还需具

备独立的动力系统。无论是舱内宇航服, 还是舱外宇航服,都涉及机械、纺织、

化工和测控通信、人机工效、热、电等诸多领域, 是集人类科技于一体的服装。

2 宇航服的结构与功能

宇航服是真正的高科技产品,它的作用不仅仅是为了保暖, 抵御太空中的高

温和低温的急剧变化,它还要有加压、充气、防御宇航射线和微陨星袭击的功能,

此外还要解决通信、机动( 帮助宇航员太空行走)及生命保障系统等方面的需要。

所以宇航服的结构十分复杂, 一般至少有五层。

第一层是与皮肤直接接触的贴身内衣层, 它又轻又软, 富于弹性; 内衣上

还常配有辐射剂量计, 监测环境中各种高能射线的剂量, 辐射剂量的数据, 作

为对宇航员的动态监控, 避免宇航员误入危险的高辐射区。它还配备有生理监控

系统的腰带, 藏有一套复杂的微型监测系统, 负责各种生理(心率、体温、呼吸)

数据的记录, 以及太空服内部的温度。

第二层是液温调节服, 采用的是新技术“热管液体调温”。衣服上排列有大

量的聚氯乙烯细管, 管中流有一种液体, 可调节温度的液体通过细管流动, 并

由背包上的生命保障系统来调节控制液体的温度。宇航员可手动选择三种温度:

27℃、18℃和 7℃。

第三层是有橡胶密封的加压层, 层内充满了相当于一个大气压的空气, 以

保障宇航员处于正常的压力环境, 不致因压力过低而危及生命。

第四层是约束层, 它把充气的第三层约束成一定的衣服形状, 同时也协助

最外层抵御微小陨石、陨星的袭击。

最外层通常用玻璃纤维和一种叫“特氟隆”的合成纤维制成, 它具有很高的

强度, 足以抵御像枪弹一样的微陨星的袭击; 另外还增加可吸收宇宙射线的防

辐射层。我国科学家研制的“登月太空服”, 其最外层由透明的头盔和背上的“旅

行背包”组成。“旅行背包”是一个完整轻便的生命维持系统, 其装置包括氧气

瓶、水罐、通风装置、泵、过滤装置、调节空气冷却水温的调节器以及高效银- 锌

电池。在“旅行背包”的下端是一个备用的氧气包, 可用于呼吸等。在“旅行包”

的上端是一个带天线的无线电设备, 可以保持与地面的联系。宇航员通过胸部的

控制器, 控制和调节生命维持装置。

另外, 由于宇航服一般都很重,为便于宇航员的行动, 各个重要的关节部位

都要求有较高的灵活性,常需加设特别柔软的护垫。

3 几款重要的宇航服简介

第一代航天服

近代的航天服是1961年在美国问世的。当年5月阿仑·谢泼德第一个成功

地进行了美国最早的载人航天飞船计划——水星计划的亚轨道飞行。飞行所用的

航天服，是由当时美海军的高性能战斗机飞行员穿着的MK-4型压力服加以改进

的。这种航天服由氯丁橡胶涂在布上的防护层和经过氧化铝处理的强化尼龙的内

绝热层叠合而成，肘和膝关节部分缝入了金属链，容易弯曲。但是，当内压提高

时，航天员难以活动身体。

本文标签： 宇航服宇航员生命保障

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