宇航服的历史与未来:保护宇航员的关键装备

来源: 环球科学

发布日期: 2019-04-12

本文介绍了宇航服的历史、功能及其在太空探索中的重要性,并详细描述了几款经典的宇航服及其在太空行走中的应用。同时,文章还提到了几位宇航员在太空行走中因宇航服问题而遭遇的危险情况。

宇航员为什么要穿着宇航服?宇航服主要有两大作用:首先是在宇航员执行舱外任务时,帮助他们应对几乎真空、没有氧气而且极为寒冷的太空环境。如果没有宇航服的保护,人类在太空中连两分钟都活不下来。此外,在飞船发射和返回大气层时,宇航员也需要在舱内穿上宇航服,这样万一出现失压等突发事件,也能保护自己。因此不难理解,宇航服分为两大类:舱外活动(EVA)宇航服和舱内活动(IVA)宇航服。

接下来这7款经典的宇航服,将让我们了解这些“个人宇宙飞船”的历史和未来。第一位进入太空的宇航员——尤里·加加林身着的SK-1宇航服,是苏联航天局专为加加林量身打造的宇航服,它配备了辅助生命维持系统。1965年3月18日,苏联宇航员阿列克谢·列昂诺夫完成人类首次太空行走时,身穿的就是Berkut宇航服。

在早期的太空探索竞赛中,美国似乎总是比苏联慢一步:美国人的第一次载人航天飞行比苏联晚了一个月,而第一次太空行走也落后了3个月。1965年6月,埃德·怀特身穿双子座宇航服,完成了美国第一次太空行走。

当人类的活动范围延伸至月球表面,宇航服也实现了一次重要的升级。宇航员在月球行走时穿的阿波罗A7L是第一套具有独立生命维持系统的宇航服。这是一款从未真正派上过用场的宇航服。

早期航天飞机设计有弹射座椅,万一发射失败,航天飞机可以在24千米内将宇航员弹射出去。这套宇航服,就是为了在弹射时保护宇航员。终于,我们看到现役的宇航服了。NASA的舱外机动套装相当于一艘自给自足的小型飞船。它主要由一个硬质防护壳和内置冷却服构成,通常能提供8.5个小时的生命支持。

如果让你用一个词形容EVA宇航服,“笨重”一定是一个频繁用到的词汇。

为了填塞加压气体,这些宇航服总是让宇航员臃肿得像个球。而麻省理工学院教授达瓦·纽曼设计的生态宇航服(Biosuit),彻底改变了我们对宇航服的印象。Biosuit就像人的第二层皮肤,通过激活编织进纤维的镍-钛记忆合金,它可以贴合地包裹在身体周围。到目前为止,各式各样的宇航服已经为500多人的太空之旅、200多人的太空行走任务保驾护航。

不过,一旦宇航服在太空行走中出现了问题,哪怕只是一点小问题,后果可就严重了。

下面这3位宇航员就在太空行走时,险些被出错的宇航服要了命。阿列克谢·列昂诺夫的行动很成功,除了差点挤不进飞船。进入太空仅仅1分钟,列昂诺夫的宇航服就因为压力变化膨胀起来。在完成12分钟的舱外任务后,他已经鼓得没法挤进飞船。这时,他不得不冒着缺氧和低压症的风险,通过阀门放掉宇航服内的部分氧气。幸运的是,赶在氧气耗尽前,列昂诺夫回到了飞船里。

与列昂诺夫相比,意大利宇航员卢卡·帕米塔诺的经历更为离奇。

2013年8月,帕米塔诺正在国际空间站外执行一次例行舱外任务。突然,帕米塔诺觉得后脖颈有水。很快他意识到,这不是错觉,超过1升的水逐渐灌满头盔,进了他的耳朵,没过他的鼻子和嘴。帕米塔诺必须迅速回到气密舱脱下头盔,否则他将被满头盔的水淹死。加拿大宇航员克里斯·哈德菲尔德也曾在太空行走时突然看不到东西。遮住他视线的不是别的,而是他的眼泪。

哈德菲尔德在第一次太空行走时,抗结雾溶剂刺激了他的左眼,导致他泪流不已。

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