中国新一代“飞天”战袍

李忠东

中国人行走太空

2021年6月17日，航天员聂海胜、刘伯明和汤洪波乘坐“神舟”十二号升空，进驻天和核心舱。他们在轨工作生活3个月，期间进行了两次出舱作业。

7月4日8时11分，刘伯明开启核心舱节点舱的出舱舱门。随后，他和汤洪波身着中国自主研制的新一代“飞天”舱外航天服，先后成功出舱，进行了约7小时的太空行走。两人在机械臂支持下开展舱外设备组装、安装延伸支架和抬升全景摄像机等任务，并借助机械臂进行一次应急返回验证。在此期间，聂海胜在舱内配合支持两人开展舱外操作。

8月20日，两名航天员再次执行出舱任务。这次出舱的是聂海胜和刘伯明。早上6时许，两名出舱航天员穿戴好个人装备，进行了气密性检查、节点舱泄压、吸氧排氮等一系列准备工作。8时38分，聂海胜第一个出舱，他首先完成在机械臂上安装脚限位器和舱外工作台等工作。10时12分，刘伯明出舱。在舱内汤洪波的配合支持下，聂海胜和刘伯明先后完成了扩展泵组和舱外工具箱的安装。15时30分许，两人安全返回核心舱。

2008年9月27日，执行“神舟”七号飞行任务的翟志刚，成为中国第一位出舱的航天员。当天16点45分17秒，他身穿我国第一代舱外航天服，在舱外挥舞国旗，迈出中国人在太空中重要的第一步，向世界宣布——“我已出舱，感觉良好”。翟志刚的太空行走总共历时16分钟。当时，在轨道舱内辅助翟志刚进行太空行走的正是刘伯明。

13年后，刘伯明也亲身完成了太空行走。就在打开舱门的一瞬间，他情不自禁地发出感叹：“哇！这外面太漂亮了！”舱内的聂海胜则温馨提示：“慢点儿，不要着急。”

两次出舱活动检验了新一代舱外航天服的性能。相比“神舟”七号首次技术验证性质的出舱，本次出舱的时间几乎是舱外服生命维持系统的上限，说明我国新一代“飞天”舱外航天服的生命维持能力已经是国际顶级水平，既能够满足航天员生命保障需求，又可以帮助航天员实现舱外活动任务。

与此同时，本次出舱任务还检测了航天员与机械臂的协同工作能力，以及出舱活动相关支持设备的可靠性与安全性，为空间站后续出舱活动的顺利实施奠定了重要基础。例如，机械臂完全由中国自主制造，能够极大扩展出舱航天员的工作范围和活动范围，除此之外，它将来还可以进行货物的转运。再如，帮助完成出舱任务的“机械伙伴”一舱外维修与辅助电动工具也是首次在国际舞台上亮相。它们能适应舱外复杂的真空和高低温环境，具有定力矩拧紧、拧松的工作模式，并且设置有休眠模式等。

“飞天”服堪称一绝

新一代“飞天”舱外航天服无论是原材料、设计，还是确定实验方案、验证改进，都是我国自主研发。相比于第一代舱外航天服，它支持舱外活动的时间更久、安全性更高、使用寿命更长，而且机动灵活、穿着舒适，测试维修性也更强。“飞天”舱外航天服代表着高科技领域的尖端技术，充分体现出我国的载人航天实力。

“飞天”舱外航天服由服装、头盔、手套和航天靴等组成，其中服装的结构最为复杂，它从里到外依次是衬里、尿收集装置、用于散热的液冷通风层、加压气密层、限制加压气密层向外膨胀的限制层，以及对付舱外大温差变化的隔热层和保护层。整个服装由多种纤维复合织物制成，具有良好的柔软性，而且更加耐穿透、耐磨损、耐高温、耐燃烧和耐腐蚀，还有防辐射的功能，并且还配有连接其他装具的接口。

头盔装配有摄像头、照明灯、报警指示灯，以及面窗。摄像头可以全程记录航天员舱外操作过程，两侧的照明灯可照亮服装胸前部分，方便航天员在阴暗面操作。报警指示灯在舱外服出现泄露时会闪动报警，同时还有语音报警。面窗包括4层结构，底层的两层冲压结构中充有高纯氮气，能防结雾，再外面一层是防护面窗，最外层是镀金滤光面窗，防止太阳光线直接照射人眼。航天服内装有饮水袋，饮水管旁边还有放置食物棒的长管。如果出舱时间较长，航天员只要一伸嘴即可吃到携带的棒状食品。

“飞天”舱外航天服只有一个型号，且不分男女，但可以调节适应每位航天员的体形。它高约2米，能满足1.6米到1.8米的身高。虽然重达130千克，但穿脱方便。经过训练的航天员可以在5分钟左右完成穿脱。它看似厚重，实则巧妙地利用了仿生结构，让关节活动更自如。航天服上下肢的所有关节处都使用了气密轴承，使航天员的手脚可随意转动，又能保证气密性。背包是航天服穿脱口的密封门，包内安装了舱外航天服生命保障设备，背包壳体下端则装有备用氧气瓶等。背包的关闭通过拉紧钢索和操作关闭手柄完成。

“飞天”舱外航天服外观设计方面融合了飞天、祥云和凤凰的色彩元素，选用中国红和太空蓝两种主色，非常具有辨识度。根据中国人身材比例设计的装饰图案，在视觉上实现了瘦身效果，看上去更整体、更精神。

美国宇航服承袭47年

美国媒体戏称现在美国宇航局使用的舱外宇航服是“文物”级宇航服，因为它是1974年设计的。

美国的舱外宇航服每套也都有一个背包，里面装着重要的生命维持系统。宇航服分层的加压外衣能保护宇航员免受太空环境的影响;“内衣”可以通过复杂的水管系统调节宇航服内部的温度，避免太热或者太冷。整套宇航服采用模块化设计，各种组件可以混合搭配，因此适合每位宇航员的需要。由于先期的宇航员都是男性，所以它拥有的5种尺寸都是基于男性体型设计。

美国先后制造了18套舱外宇航服设计寿命只有15年。因为空难和使用寿命到期的原因，目前只有4套还算完整，而且仅剩两种尺寸：男士中号和男士大号。幸运的是，“文物”级宇航服似乎真的要“退休”了。

2019年10月，美国宇航局公布了两款用于执行2024年载人登月计划的最新一代宇航服——登月宇航服和猎户座飞行服。前者被命名为xEMU，是舱外宇航服，用于宇航员在月球表面行走时穿着。不过，该计划已被推迟，新宇航服的服役时间不得而知。

xEMU由舱外压力服和生命维持系统（白色背包）两部分组成，舱外压力服包括头盔、硬上衣、下衣，以及冷却服。其中，头盔提供面部的保护，并且显示宇航服的当前状态;硬上衣将宇航服内部和生命维持系统连接起来;而冷却服由液冷管道和弹性氨纶材料编织而成，具有降温和排汗的功能。宇航服的柔性衣服由16层材料组成，每一层具有不同的功能，从内到外大约为冷却服（冷却排汗）、气密限制层（加压）、抗撕裂层、隔热层（隔热防辐射），以及外罩层（防火耐高温）等。

扩展阅读

舱内航天服和舱外航天服

根据使用的场景不同，航天服（宇航服）可以分为舱内航天服和舱外航天服两大类。

舱内航天服是在舱内穿着使用。我国舱内航天服选择的是全软式结构。航天员可以根据自己的需求选择各自的型号，利用飞船上的资源，通过脐带模式实现供氧、通风和通信。

舱外航天服是舱内航天服的升级版，是航天员离开母船进入外太空或登陆其他星球时所使用的个体防护装备，具有独立的生命维持系统，为航天员提供水和氧气。内部的多层设计把他们的身体与太空恶劣的环境隔离开来，包括极端温度、低压、辐射，以及微流星等，并为他们提供安全有效的环境防护、密闭空间的环境控制和生命保障。

鏈接：北京时间2021年9月17日13时34分，“神舟”十二号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，执行飞行任务的航天员聂海胜、刘伯明和汤洪波安全顺利出舱，3人身体状态良好，空间站阶段首次载人飞行任务取得圆满成功。这也是东风着陆场首次执行载人飞船搜索回收任务。