飛天艙外航天服
飛天艙外航天服，是中國為載人航天工程出艙活動設計的艙外航天服。該艙外航天服為航天員在太空提供生命保障、安全防護和通信保障，是航天員出艙活動的主要裝備。[1]
2008年9月27日，在神舟七號任務中，航天員翟志剛穿着該航天服，完成了中國首次空間出艙活動[2][3]。自2021年中國空間站的建設開始後，已有多名中國航天員穿着改進後的第二代飛天艙外航天服完成了多次出艙活動。
歷史
20世紀70年代，中國首次進行載人航天嘗試，研製航天服的嘗試以失敗告終，此後中國航天服研製停滯30多年[4]。
2004年4月，中國和俄羅斯簽署了從俄羅斯「星辰」科研製造聯合體引進「海鷹」艙外航天服的合作合同。俄方為中方研製生產了供飛行用的「海鷹」艙外航天服3套，供低壓訓練用的艙外航天服2套、供水槽訓練用的艙外航天服4套，以及艙載對接系統4套，其中飛行用和低壓訓練用的航天服的供電和通信等設備由中方配套研製[5]。
研製過程
2004年7月，中國為執行空間艙外活動任務，決定研製艙外航天服[6]。由責任總設計師李潭秋在中國航天員科研訓練中心領頭研製。
2005年3月，西安微電子技術研究所開始進行航天服數管設備、生理信號放大器、報警信號放大器等設備研製生產任務[7]。
2005年5月，鄭州航天電子技術有限公司開始進行航天服電纜網研製生產。
2006年2月，航天服軀幹殼體在運載火箭總裝廠開始研製生產[4]。
2006年6月，航天服第一套總裝產品完成[8]。同年9月30日，航天服完成初樣設計評審，正式轉初樣階段。
2007年，艙外航天服轉正樣研製。2007年底到2008年初，中國第一套艙外航天服及各項配套產品陸續交付[4]。
2008年4月，航天服通過接口匹配聯試；同年5月和6月，模擬航天員穿着艙外航天服兩次在低壓艙通過了人——服裝，人——飛船——服裝驗證試驗。
2008年6月，第一代艙外航天服完成通過驗收。
設計
第一代飛天艙外航天服
.JPG)
第一代「飛天」艙外航天服質量為120千克，高2米，配有1.30米高的生命保障系統背包，可支持至少4小時的艙外活動，能重複使用5次以上，價值3000多萬人民幣[9]，具有供氧、溫控、二氧化碳吸收等環境控制、生命保障與安全防護功能，具備信息採集傳輸、通信能力。航天服採用整體擬人形態半硬式密封結構，即從腰部以上的軀幹是硬式結構，四肢為軟式結構，採用後背鉸鏈門式穿脫機構。航天服從上到下依次是頭盔、上肢、軀幹、下肢、壓力手套、靴子，適應身高為165至175厘米[10]。
艙外航天服頭盔面窗有4層，設計有兩層加壓結構，外面是防護層結構，鍍金濾光面窗起到視覺保障作用；頭盔設計有攝像頭，可拍攝航天員出艙操作；頭盔兩側各有一個照明燈，同時有泄露報警指示燈和語言報警。艙外航天服整體從內到外分為6層，包括由防靜電棉布的舒適層、橡膠質地的備份氣密層、複合關節結構組成的主氣密層、滌綸面料的限制層、通過熱反射來實現隔熱的隔熱層、最外面的外防護層。軀幹達到7層，最厚的掛包有20層[9]。
艙外航天服軀幹殼體為鋁合金薄壁硬體結構，壁厚為1.5毫米，抗壓能力超過120千帕[11]。服裝的氣液控制台，可自動控制氣體液體流動，使航天員得到適宜的空氣和溫度。航天服最外層的防護材料耐受正負100攝氏度以上的溫差變化；服裝攜帶的氧氣瓶，採用複合壓力，既保證安全又能帶儘可能多的氧氣[4]。航天服溫度系統可以保證24-28攝氏度左右範圍。艙外航天服在關節設計採用了「蝦」結構，相比其他航天服依靠擠壓變形的波紋結構，更加保證了關節靈活和密封性[8]。
生命保障系統背包作為航天服穿脫口的密封門，其殼體內安裝艙外航天服生保設備，殼體下端安裝有掛包、備用氧瓶等。背包關閉通過拉緊鋼索和操作關閉手柄完成。壓力手套外層為纖維織物，有2層氣密，使用特殊隔熱橡膠材料，可耐受100℃高溫；為保持觸覺指尖部分採用1層氣密層[9]。
第一代「飛天」艙外航天服無動力裝置。艙外航天服胸甲右下側伸出了兩根一長一短橘黃色安全繫繩，其內部有彈簧，最長可拉至3米，能夠承受一噸的拉力。繩的另一端是兩個掛鉤，可以在艙外活動時在軌道艙壁的扶手上固定。航天服腰部左側有一根與飛船相連的8米長的「電臍帶」，可用於傳輸航天員生理參數，也可作為安全繫繩的備份[8]。穿脫時間在地面上可自行在2至3分鐘內穿脫。在太空中，從準備工作到完全穿好服裝，大約15個小時。
|
|
第二代飛天艙外航天服
改進後的飛天艙外航天服在2021年7月4日的神舟十二號乘組首次出艙活動中第一次亮相。和初代相比，第二代飛天艙外航天服的主要改進有：[12][13]
- 適應身高由165-175厘米擴展至160-180厘米
- 自主工作時間從四小時提高至八小時
- 設計使用次數從兩年五次提高到三年十五次
製作第二代飛天艙外航天服的下肢限制層就需要260多個小時，頭盔面窗的製作需要經過47道工序，裝配一整套艙外航天服則需要近四個月。[14]
次世代飛天服也是第一次考慮了兩性需求做出設計，中國航天員科研訓練中心指，天宮艙外服總共有ABC三套，其中一套是針對較纖瘦的體格就也可供女生使用，據航天員系統艙外服總裝主任設計師丁凌艷介紹，艙外服C在結構上進行了一些調節。除了外觀變化之外，艙外服C主要是對下肢進行了一些更適體性的版型優化。另外提到的顏色不一樣，是指艙外服A和艙外服B，一個是國旗紅、一個是太空藍，艙外服C是國旗黃，就是國旗上星星的顏色，主要是為了區分在艙外多名航天員的時候，有不同的標識，可以方便區分航天員。[15]
|
|
任務
2008年9月27日16時34分，在神舟七號載人飛行任務出艙活動中，航天員翟志剛首次穿着該航天服，完成了中國首次空間出艙活動，並向安裝在艙外的攝影機揮手和揮動五星紅旗[16]。翟志剛其後取回艙外裝載的固體潤滑實驗試驗樣品，並開始太空漫步。16時58分，航天員成功完成艙外活動，返回軌道艙內，出艙活動持續時間25分23秒，「太空漫步」大約10分鐘[17]。
2021年7月4日8時11分，神舟十二號乘組航天員劉伯明開啟天和核心艙節點艙出艙艙門，11時02分，航天員劉伯明、湯洪波身着新一代飛天艙外航天服先後從天和核心艙節點艙出艙，完成在機械臂上安裝腳限位器和艙外工作檯[18]，14時57分，經過約7小時的出艙活動，航天員劉伯明、湯洪波安全返回天和核心艙[19]。
| 編號 | 出艙任務 | 日期 | 穿着航天員 | 在太空時間 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 艙外航天服A
（紅色飾帶） |
艙外航天服B
（藍色飾帶） |
艙外航天服C
（黃色飾帶） | ||||
| 1 | 神舟十二號
第1次 |
2021年7月4日 |  劉伯明
|
湯洪波
|
6小時46分鐘 | |
| 2 | 神舟十二號
第2次 |
2021年8月20日 | 聶海勝
|
劉伯明
|
5小時55分鐘 | |
| 3 | 神舟十三號
第1次 |
2021年11月7日 | 翟志剛
|
王亞平
|
6小時25分鐘 | |
| 4 | 神舟十三號
第2次 |
2021年12月26日 | 翟志剛
|
葉光富
|
6小時11分鐘 | |
| 5 | 神舟十四號
第1次 |
2022年9月1日 | 陳冬
|
劉洋
|
6小時7分鐘 | |
| 6 | 神舟十四號
第2次 |
2022年9月17日 | 陳冬
|
蔡旭哲
|
4小時12分鐘 | |
| 7 | 神舟十四號
第3次 |
2022年11月17日 | 陳冬
|
蔡旭哲
|
5小時34分鐘 | |
軼事
飛天艙外航天服右臂的「飛天」兩字是由時任中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席胡錦濤題寫[20]，「飛天」兩字下方繡有兩個敦煌的飛天美女，形象來自莫高窟壁畫的飛天形象[21]。
受限於返回艙返回重量，執行神舟七號任務的飛天艙外航天服與海鷹艙外航天服一同被丟棄在軌道艙內，隨軌道艙軌道衰減墜入大氣層燒毀[21]。
圖集
第一代飛天艙外航天服
-
第一代飛天艙外航天服右臂 -
第一代飛天艙外航天服胸部 -
第一代飛天艙外航天服左側 -
第一代飛天艙外航天服右側 -
第一代飛天艙外航天服正面
.JPG)
.JPG)
第二代飛天艙外航天服
-
第二代飛天艙外航天服 -
第二代飛天艙外航天服 -
第二代飛天艙外航天服
參見
參考資料
- ^ “飞天”舱外航天服的研制与试验. 中國載人航天工程官方網站. 2008-09-24 [2023-07-20]. （原始內容存檔於2023-07-20）. （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- ^ 神七航天员翟志刚实施中国首次出舱活动全过程. 中國新聞網. 2008-09-27 [2021-07-04]. （原始內容存檔於2021-07-09）. （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- ^ 王光耀：选择两种舱外服为验证国产服性能. 新浪. [2021-07-04]. （原始內容存檔於2021-07-09）. （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- ^ 4.0 4.1 4.2 4.3 中国第一套舱外航天服诞生记(组图). 搜狐新聞. 2008-09-26 [2021-07-04]. （原始內容存檔於2021-07-09）. （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- ^ 王兆耀：神七出舱活动俄专家提供了技术支持. 搜狐新聞. 2008-09-24 [2021-07-04]. （原始內容存檔於2021-07-09）. （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- ^ “飞天”舱外航天服诞生记. 中國青年報. [2021-07-04]. （原始內容存檔於2021-07-09）. （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- ^ 航天时代公司神舟七号载人航天飞行任务攻关纪实. [2021-07-04]. （原始內容存檔於2021-07-09）. （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- ^ 8.0 8.1 8.2 “飞天”航天服技术解密 设计灵感来自一只大虾. 搜狐網. [2021-07-04]. （原始內容存檔於2021-07-09）. （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- ^ 9.0 9.1 9.2 航天员的“护身符”专题（四）——出舱航天服“货比三家”. 中國宇航學會. [2021-07-04]. （原始內容存檔於2021-07-09）. （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- ^ “飞天”舱外航天服的性能指标与技术特点. 中國載人航天工程官方網站. 2008-09-24 [2023-07-20]. （原始內容存檔於2023-07-20）. （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- ^ 中国“飞天”航天服. 中國政府網. [2021-07-04]. （原始內容存檔於2021-07-11）. （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- ^ 解码舱外航天服！“飞天战袍”外部有这些机关按钮. 中國科技網. 2022-09-17 [2023-07-20]. （原始內容存檔於2023-07-20）. （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- ^ “国产神器”助力第二次出舱圆满成功 “飞天战袍”大揭秘！. 央視網. 2021-08-20 [2023-07-20]. （原始內容存檔於2023-07-20）. （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- ^ 李國利; 占康; 黎雲. 解码“飞天”舱外航天服——走近航天员中心研发与总装测试部服装车间. 新華網. 2021-07-04 [2023-07-20]. （原始內容存檔於2023-07-20）. （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- ^ 可通过颜色分辨航天员，我国新舱外航天服了解一下. （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- ^ 揭秘神七飞船：翟志刚进太空时轨道舱出现火警. 新浪軍事. [2021-07-04]. （原始內容存檔於2021-07-09）. （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- ^ 中国航天员翟志刚完成首次空间出舱活动. [2021-07-04]. （原始內容存檔於2021-07-11）. （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- ^ 神舟十二号乘组两名航天员已出舱. 新華網. [2021-07-04]. （原始內容存檔於2021-12-03）. （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- ^ 我国空间站阶段航天员首次出舱活动取得圆满成功. 新華網. [2021-07-04]. （原始內容存檔於2022-05-23）. （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- ^ 胡锦涛为我国舱外航天服题名“飞天”(图). [2021-07-04]. （原始內容存檔於2021-07-09）. （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- ^ 21.0 21.1 舱外服名字为胡锦涛题写 绣有飞天美女(图). [2021-07-04]. （原始內容存檔於2021-11-25）. （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
