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隨著我國載人航天工程的不斷推進，人們見證了一個個令人振奮的航天事業(yè)的里程碑。從空間站的建設和維護，到月球探測計劃，不同的任務面臨著各異的挑戰(zhàn)與風險，這些都要求有不同的航天服來為航天員的生命安全保駕護航。它們如同航天員的第二層皮膚，在極端的太空環(huán)境中給予最堅實的守護，開啟人類探索宇宙的嶄新篇章。

中國艙外航天服的“飛天”之路

2008年9月27日，我國航天員翟志剛進行了首次太空行走，在距地球300多公里的太空之中，中國研制的第一套艙外航天服 “飛天” 首次驚艷 “亮相”，這標志著我國成為世界上第三個獨立掌握出艙活動技術的國家。2021年7月4日，航天員劉伯明、湯洪波身著中國自主研制的新一代“飛天”艙外航天服，先后從天和核心艙節(jié)點艙成功出艙?！帮w天”艙外航天服作為執(zhí)行中國空間站任務的重要裝備，其設計理念獨具匠心。

航天員劉伯明身著新一代“飛天”艙外航天服順利出艙

“飛天” 艙外航天服從內到外分為六層，包括舒適層、備份氣密層、主氣密層、限制層、隔熱層和外防護層。它具備防輻射、溫度調節(jié)和壓力調節(jié)等重要功能，同時擁有完備的生命保障系統(tǒng)。

“飛天”艙外航天服

“飛天” 艙外航天服的設計非常巧妙，它重而不笨、行動靈活，巧妙的利用仿生結構使關節(jié)活動更加自如。上下肢的所有關節(jié)處使用氣密軸承，讓航天員的手腳可隨意轉動的同時，嚴格保證了氣密性。其背包是航天服穿脫口的密封門，內部安裝了艙外航天服生保設備，背包殼體下端裝有備用氧瓶等。背包關閉通過拉緊鋼索和操作關閉手柄來完成。

“飛天”艙外航天服在保障航天員生命安全方面的關鍵技術

2021年7月4日，航天員劉伯明、湯洪波成功出艙，向世界展示了中國自主研制的新一代“飛天”艙外航天服。新一代“飛天”艙外航天服保障航天員生命安全方面的關鍵技術在這次飛行任務中發(fā)揮了重要作用。

“飛天”艙外航天服是保障航天員在太空惡劣環(huán)境中安全的關鍵裝備，其技術復雜，相當于微型載人航天器，是一個國家載人航天實力的重要體現(xiàn)。

它由服裝、頭盔、手套和航天靴等組成，服裝最里層是襯里和尿收集裝置，襯里外是液冷通風層用于散熱，再往外是加壓氣密層產(chǎn)生一定壓力，然后是限制層防止向外膨脹，限制層外是隔熱層應對大溫差變化，最外面是保護層，具有多種功能。

至于“飛天” 艙外航天服的頭盔，具有極為寬闊的視野。其面窗更是多達4層，其中兩層中間填充有高純氮氣，用于防止起霧，面窗的外面一層是防護鏡，最外層則是可活動的鍍金濾光鏡，當航天員迎著陽光工作時，可以將其拉下，避免光線直接照射到眼睛。

新一代“飛天”艙外航天服的頭盔示意圖

它的手套外層為纖維織物，并且有兩層由特殊隔熱橡膠制造的氣密層，能夠耐受高達100℃的高溫，不過手套的指尖部分僅有一層氣密層，以便讓航天員保持觸覺。靴子由壓力靴和艙外熱防護套靴組成，以便航天員腳部受到足夠的保護。

“飛天”的“控制板”設在前胸位置，用于操作各種設備，是其“大腦”之所在。由于穿上艙外航天服后，航天員難以看到胸口的開關，所以“飛天”在左手腕處設有一面小鏡子，以便讓航天員借助鏡像來觀察。

此外，航天服背部有便攜式生命保障系統(tǒng)提供氧氣等維持生命所需條件，太空行走時間較長時還裝有飲水袋和放置食物棒的長孔。

我國空間站所使用的“飛天”艙外服是目前世界最先進的航天服之一，這離不開航天工作者的共同努力?，F(xiàn)在航天事業(yè)發(fā)展到了月球探測階段，為了應對月球復雜的環(huán)境，研發(fā)團隊設計研發(fā)出了新的航天服——登月服。

登月服：為探測月球而生

中國登月服首次亮相

2024年9月28日，登月服外觀在中國首次亮相。登月服是在艙外航天服的基礎上發(fā)展設計而來的。登月服相較于艙外航天服整體性更加凸顯，外部設備元器件呈現(xiàn)小型化、集成化，更像一件真正的“衣服”。它繼承了艙外航天服的許多先進技術和設計理念，同時針對月球表面的特殊環(huán)境進行了一系列的創(chuàng)新和改進。

月球環(huán)境十分惡劣，表面晝夜溫差極大，白天溫度高達127℃，夜晚則降至-183℃。登月服采用了高效的隔熱和保溫材料，以確保航天員在極端溫度下的生命安全。這些材料通常具有多層結構，包括反射層、隔熱層和保溫層等。為了進一步適應月球表面的溫度變化，登月服還配備了先進的溫度調節(jié)系統(tǒng)。這個系統(tǒng)能夠根據(jù)航天員的身體狀況和外界環(huán)境的溫度變化，自動調節(jié)航天服內部的溫度。溫度調節(jié)系統(tǒng)通常包括加熱元件、冷卻元件和溫度傳感器等。

月球表面沒有大氣層的保護，直接暴露在宇宙射線和太陽輻射之下。因此登月服的結構設計也考慮了輻射防護的要求。例如，登月服的面罩采用全景式防眩光面窗，能夠最大限度地減少輻射的入射角，提高輻射防護效果。

月球表面布滿了塵埃，這些塵埃非常細小，且具有一定的粘附性。為了防止塵埃進入航天服內部對航天員的身體造成傷害，登月服的外層和面罩采用耐磨、防粘附的材料，能夠有效地阻擋塵埃的附著。同時，登月服的關節(jié)部位和密封件也進行了特殊的設計，以防止塵埃的進入。

登月服關節(jié)配置進行了改進

此外，登月服之所以能夠支持航天員長時間在月面進行活動，離不開其獨特的功能特性。登月服通過其生命保障系統(tǒng)為航天員提供必需的氧氣，調節(jié)溫度，去除二氧化碳，讓航天員的生命安全得到有力保障。同時，它能通過壓力防護保持內部合適的壓力，避免真空環(huán)境給航天員帶來傷害。此外，通信系統(tǒng)讓航天員與地面控制中心保持順暢溝通，能源供應則為設備和系統(tǒng)持續(xù)提供電力支持。正因如此，航天員才能在月面上長時間活動。

未來的中國航天會在“飛天”艙外航天服和登月服的設計和技術創(chuàng)新上面不斷改善，讓它們?yōu)榭臻g站建設和探測月球做出更大的貢獻，為人類探索太空提供了強有力的支持。

部分信息來源于央視網(wǎng)、科普中國、光明網(wǎng)。

（科學性審核：中國空間學會科普與教育委員會委員，李良）

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