技不如人?美国48年前的舱外航天服还在用,我国为啥用15次就扔?

神舟十四号航天员第三次出舱了,这一次出舱的是航天员陈冬、蔡旭哲,刘洋在舱内配合两名航天员的出舱工作。

既然是出舱活动,就离不开舱外航天服,陈冬和蔡旭哲身穿的舱外航天服是我国自主研制的“飞天”舱外航天服,目前是第二代“飞天”航天服,造价相当高,我没有找到第二代飞天舱外航天服的造价,但是第一代飞天舱外航天服造价就高达3000万人民币,而第二代飞天舱外航天服无论是使用次数、使用时间,还是安全性,精细度等都比第一代进步了不少,造价肯定不会很便宜。

但是,就是这么贵的一套服装,却只能使用3年15次。

而美国在国际空间站上使用的舱外航天服,却是1974年制作的,至今已经48年了。那么问题就来了,为什么美国48年前的舱外航天服还在用,我国为啥3年用15次就要扔?

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舱外航天服

很多人都因为舱外航天服只是一件衣服而已,但实际上,舱外航天服的本质就是一件能穿在身上的小型飞船。

既然是舱外行走,航天员就需要暴露在太空环境下,无论是国际空间站还是我国空间站,都在距离地球400公里的轨道上飞行,这里大气层稀薄,气压非常低,温度变化非常大,再加上没有臭氧层和地磁场的保护,这里还有许多高能粒子和紫外线辐射,航天员暴露在这种环境下必死无疑。

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可另一方面舱外还有许多设备仪器需要安装,维护,航天员免不了要进行舱外行走。既然是安装设备仪器了,那对身体的灵活性要求还是非常高的,总不能穿着厚厚的铁皮衣来操作精密仪器吧,在这种背景下,就需要一款舱外航天服。

目前我国空间站航天员穿着的舱外航天服是“第二代飞天”,一共由6层造成,从里到外分别是:

舒适层;

散热的液冷通风层

加压气密层

限制层

隔热层

外防护层

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头盔是由4层组成,里面2层是充压结构,外面分别是防护面窗,滤光面窗,在阳照区工作时,可以打开滤光面板,以免阳光刺眼;在背阴区工作时可以打开头盔上的照明灯。

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舱外航天服最重要的还有手套,因为航天员要操作很精密的器件,而它们所处的环境又决定了手套也必须要有足够强的防护能力,所以制作舱外航天服的手套不能太厚,但同时又要有防护能力。

第二代飞天舱外航天服使用了特殊隔热橡胶材料,以及纤维织物,再将每位航天员的手进行3D扫描,得到精确数字之后再对每一位航天员量身定做,这样一来手套就可以完美契合航天员的手,我国航天员带上手套之后,可以握住25毫米粗细的东西。

冬天我们穿厚衣服时会遇到一个问题:身体很笨重,做点家务都费事。而咱们的舱外航天服重达130千克,这么厚的衣服穿脱方便吗?活动时关节灵活吗?

要不怎么说舱外航天服技术含量高呢,它不仅仅有生命保障系统,关节设计得还非常灵活,在肩、肘、腕膝、踝等关节处使用了气密轴承,需要弯曲的肘部等关节还采用了“虾式关节”,这样航天员即便穿着130公斤重的衣服,也不会感到笨重。

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更关键的是,这套衣服还特别好穿脱,它采用的是背入式穿着,打开背包门,自己穿进去之后,通过拉绳先把背包做一个预关闭,再通过这边的锁闭手柄来把整个服装关闭密闭。只需要5分钟即可完成,非常方便。

舱外航天服胸前设备的文字标识都是反的,这样设计的原因是航天员很难看到自己胸前标识,通过手套上的反光镜可以看到胸部按钮,而在反光镜里,胸前设备按钮的文字就是正的了,设计的非常贴心。

咱们设计的第一代飞天舱外服最多只能支持,一次出舱4个小时,重复使用5次,而新一代“飞天”则可以一次支持8小时出舱,可以使用3年15次。

但是国际空间站的舱外航天服似乎特别抗用,他们现如今使用的舱外航天服还是1974年制造的为啥美国的舱外航天服能用40多年,我国的用3年15次就要扔?

美国舱外航天服

美国在国际空间站上用的舱外航天服都是上个世纪70年代制作,当时美国一共制作了18套航天服,制作费用是1500万美元一套,考虑到几十年来的通货膨胀的话,相当于如今的1.5亿美元一套。

这18套舱外航天服中,1套仅用于试验,2号在地面试验中被毁,2次航天飞机失事共损失了4套,SpaceX货运飞船第17次任务失败损坏1套,还有7套则是在地面上使用,目前国际空间站能用的舱外航天服只有4套。

事实上,美国的舱外航天服寿命也无法支持48年,原定的设计寿命是15年,目前美国在国际空间站上使用的舱外航天服早就应该被淘汰了,甚至连美国媒体都表示:美国宇航员穿着“古董”进太空。

由于美国使用的舱外航天服远远超过预期寿命,即便维护得再好,也难免出现问题,2013年意大利宇航员卢卡·帕尔米塔诺穿着其中一套舱外航天服进行太空行走时,航天服的一根水管发生泄露,在太空行走不到1小时,头盔里就堆积了近2升的水,这还是在微重力环境下,因为失重水到处乱飘,他的眼睛,鼻子,耳朵里都灌满了水,既看不清面罩外的东西,也无法与同事交流,差点儿生命就交代在这了。

2015年,同样的问题又出现了,差点儿淹死了另一名宇航员。

今年8月份,NASA叫停了国际空间站的所有太空行走项目,因为舱外航天服存在严重安全隐患。

既然美国的舱外航天服早就该淘汰了,那为什么没有换新的呢?这是因为他们无法再制作出新的舱外航天服了。

其实在2019年时,NASA推出了一款新宇航服,原本计划用该宇航服执行载人登月任务,可尽管NASA将在下一代航天服上花费超过10亿美元,但航天服最早要到2025年4月才能准备好飞行,距离彻底完成还得再等几年。

也就是说,NASA还要继续使用“文物”执行国际空间站出舱任务,不是他们不想用新的,而是实在没有。

我国舱外航天服3年15次就扔不是我们技不如人,而是我们为了确保航天员的生命安全,在舱外航天服达到预期寿命后就退役,后续使用更新一代的舱外航天服,这恰恰是技术先进的表现。

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