最近中國空間站迎來了三位宇航員的入駐,一時(shí)間中國空間站的相關(guān)熱度一直高居不下,甚至在全世界都有不俗的話題討論量。畢竟每個(gè)人心中都幻想著有一個(gè)太空夢(mèng),不過真實(shí)的太空可并不如我們想象的那么美好。
因?yàn)樘掌鋵?shí)是非常危險(xiǎn)的一個(gè)環(huán)境,高壓、強(qiáng)輻射、高真空都不是人類能夠待的地方,如果沒有航天服瞬間就得嗝屁。而要想實(shí)現(xiàn)太空漫步,在太空進(jìn)行科研工作實(shí)驗(yàn)必須要利用高精尖的硬件設(shè)備和軟件幫助我們克服惡劣的太空環(huán)境。
太空行走神器——艙外航天服
另外這之中造價(jià)最為昂貴的就要數(shù)艙外航天服了!就是這樣一個(gè)出艙神器,它能將太空環(huán)境跟人體隔離開來,使得人類能夠保持在一個(gè)適宜的環(huán)境。航天服就相當(dāng)于一個(gè)小型的載人航天器,能為宇航員提供一個(gè)可生存類似地球的環(huán)境。
試想一下能夠跟外太空惡劣無比的環(huán)境做斗爭的航天服,自身需要采用的技術(shù)自然十分高級(jí)。放眼全球也只有登上過太空的美、俄兩國掌握這項(xiàng)技術(shù),可見這項(xiàng)技術(shù)的尖端性。
中國艙外航天服設(shè)計(jì)過程
我國是真正意義上第三個(gè)登上太空的國家,自然也要掌握這類航天技術(shù)才能保障我們的宇航員安全圓滿地完成任務(wù)。我國研發(fā)的第一代“飛天服”總共有6層組織層構(gòu)成,只有最貼身的一層跟人體直接接觸。最外面的是防熱和防護(hù)層,為的還是隔絕輻射和高溫。而且還能應(yīng)對(duì)太空中的微塵、射線等危險(xiǎn)因素。
航天服的四肢部分則是可以隨意活動(dòng)的,重而靈活,保障安全又不影響操作。頭盔作為主要部位是最為復(fù)雜的一個(gè)構(gòu)件,里面集合了照明、攝像、報(bào)警、防霧等處理設(shè)備。驅(qū)趕背殼上設(shè)有9個(gè)液器開關(guān),多達(dá)20多種功能閥門,還配置有一條1.3米的生命保障系統(tǒng)背包,能夠支持4小時(shí)的艙外活動(dòng)。
因?yàn)橐鎸?duì)惡劣的外太空環(huán)境,“飛天服”的強(qiáng)度和厚度要求極高,因?yàn)橐鎸?duì)震動(dòng)、晃蕩等,設(shè)計(jì)的飛天服整套重量差不多240多斤。而且全身密布著各類儀器和電器閥門等,建造的材料也是專用于太空的特殊材料。
整件飛天服的加工難度是非常恐怖的,相當(dāng)于將一個(gè)小型的控制臺(tái)放入宇航員身上,設(shè)有才有了艙外航天服的制作難度要比航天器困難得多的說法。
艙外航天服的設(shè)計(jì)來源于小龍蝦
而且不但要安全系數(shù)高,“飛天服”的靈活性也要足夠優(yōu)秀,不然無法滿足航天員外出執(zhí)行任務(wù)。但是這個(gè)時(shí)候就遇到了一個(gè)難題,因?yàn)橐爰婢哽`活性還不失穩(wěn)重感,就非常的麻煩。一旦關(guān)節(jié)處做得太過柔軟那么防護(hù)強(qiáng)度自然大打折扣,所以這個(gè)問題對(duì)于航天員來說非常重要。
而當(dāng)時(shí)航天服的制造技術(shù)基本上都被美、蘇(俄)壟斷著,我們根本沒辦法寄希望給這兩個(gè)國家,只能靠著圖片和一些文獻(xiàn)、視頻資料自己鉆研。幸運(yùn)的是我們的科學(xué)家靈光一閃從餐桌上的小龍蝦身上找到了解決辦法。
因?yàn)樾↓埼r全身大部分地方都是堅(jiān)硬的外殼,但是卻不影響它任意彎曲收縮和游泳,而且在水中也十分靈活。原來是它身上一種鱗片層疊的結(jié)構(gòu),使得將堅(jiān)硬的軀殼和柔軟的組織完美結(jié)合在一起,才讓她如此靈活。
于是仿照小龍蝦我們的 工程師也設(shè)計(jì)了類似這樣的層疊結(jié)構(gòu),在關(guān)節(jié)柔軟處使用了氣密軸承。這樣就可以隨意運(yùn)動(dòng),而且氣密性很強(qiáng),而且加入仿生設(shè)計(jì)更加使得“飛天服”更靈活。
而且當(dāng)時(shí)我們神舟七號(hào)所使用得到的航天服,要比美俄的航天服更加厲害,在很多方面都有技術(shù)創(chuàng)新和改進(jìn)。為神舟七號(hào)后來的出艙任務(wù)做出了不可磨滅的貢獻(xiàn),也正是因?yàn)椤帮w天服”才讓航天員安全地將五星紅旗揮舞在太空中。
第二代艙外航天服再次升級(jí)
有了第一次的經(jīng)驗(yàn)我們?cè)诘诙撏夂教旆脑O(shè)計(jì)改動(dòng)上就有經(jīng)驗(yàn)多了,頭盔變得更方了還有一道用于仰視的“天窗”。還有其他的一些細(xì)節(jié)也進(jìn)行了大幅度改進(jìn),像金屬關(guān)節(jié)和加壓手套等,使得第二代航天服不僅更加實(shí)用還很符合中國人的審美。
正是因?yàn)橛辛说谝淮帮w天服”的經(jīng)驗(yàn),以及航天員的實(shí)際體驗(yàn)效果,我們才能對(duì)第二代航天服進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。于是第二代航天服在全球已經(jīng)是屬于頂尖水平,而美國卻因?yàn)榧夹g(shù)難題沒有生產(chǎn)商能幫助他們?cè)僭旌教旆儆趦H剩4套艙外航天服在太空,而且其中一套還有問題,總的來說要是發(fā)生什么變故他們就會(huì)淪落到?jīng)]有艙外宇航服可用的尷尬境地。#
艙外航天服有多貴?
美國的那幾套航天服當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)的成本大約在每套在1500萬美元左右,如果按照今天的比例差不多10億RMB。不得不說這價(jià)格可不是一般的昂貴,反觀我國的經(jīng)過我們的精密計(jì)算和設(shè)計(jì)將成本控制在3000萬RMB左右。不得不說這樣的一套服裝才是真正的天價(jià)啊!
不過當(dāng)初因?yàn)樯裰燮咛?hào)空間問題使得無法帶回被迫銷毀,好像只留下一副手套當(dāng)做紀(jì)念。后來我們的第二代艙外航天服則是可以留在空間站循環(huán)使用,繼續(xù)為我國航天事業(yè)發(fā)光發(fā)熱!
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