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航天服是航天員進入太空必須穿的服裝,一般由壓力服、頭盔、手套和靴子等組成,是保障航天員生命安全的最重要的個人救生設備。

1 太空服 -概述

航天服是航天員進入太空必須穿的服裝,一般由壓力服、頭盔、手套和靴子等組成。航天服可不是一般的服裝,它是保障航天員生命安全的最重要的個人救生設備。

2 太空服 -分類

航天服按用途可分為艙內航天服和艙外航天服兩大類,分別有軟式、硬式 和軟硬混合式結構。相比之下艙內航天服的結構與功能較為簡單,艙外航天服的結構複雜,具有更加全面的防護性能和功能。

3 太空服 -作用

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無論是艙內航天服還是艙外航天服,都必須選用特殊的材料,採用特殊工藝,經過特殊的加工、製作和各種試驗后才能夠完成,尤其是艙外航天服造價可達上千萬美元,真可謂是世界上最昂貴的服裝。 艙內航天服 顧名思義,艙內航天服是航天員在航天器內使內使用的航天服,航天員在航天器發射、返回和在軌道運行期間發生密閉艙失壓等事故時,必須穿上艙內航天服。航天服因具有充壓和加壓的重要功能,將起到保護航天員生命安全的關鍵作用。艙內航天服通常是為每一位航天員定做的,它是在高空飛行密閉服(簡稱壓力服)的基礎上發展起來的。壓力服的特點是,當它在充氣加壓時可呈擬人狀態,人在其內全身可處於同一均勻的大氣壓力環境中。當航天員在艙內使用航天服時,必須將航天服與艙內環控生保系統連接使用,艙內航天服工作時應與艙內通風供氧裝置連接,它的主要作用是在人體周圍創造適宜人生存和工作的微小氣候環境,用於防護低壓環境對人體的危害,如有需要也可增加對高溫、低溫或有害氣體環境對人體危害的防護作用,如果應急救生時間較長,根據需要也可配置尿收集裝置,使航天服還具有收集和儲存航天員尿液的功能。艙內航天服一般由航天頭盔、壓力服、通風和供氧軟管、可脫戴的手套、靴子及一些附件組成。航

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天頭盔,一般帶有密閉的啟閉機構和球面形的全景面窗。壓力服,是航天服的主體,一般為連體式,具有很好的氣密性,能夠在充氣加壓時保持擬人形態,並保證人體關節活動的一定範圍。航天手套帶有密封軸承的腕部斷接器,既可以把航天手套戴在壓力服的袖口上,並保證氣密性,也可以將手套脫掉。靴子,有與壓力服構成整體的靴子(不單獨使用),也有具有斷接器的可穿脫密土封靴子,還有可穿在壓力服限制層的套靴。航天服通風供氧軟管,應與艙內通風供氧裝置相連,在正常情況下,能夠給穿著航天服的航天員提供全身的通風,使航天員處於相對舒適的環境中:當座艙出現壓力應急時,給服裝通風的風機會自動關閉,使航天服處於密封供氧狀態,應急供氧裝置通過服裝供氧軟管將氧氣送入航天服內,一部分氧氣將進入頭盔內供航天員呼吸及頭部散熱,然後由壓力調節器排出。 艙外航天服 艙外航天服實際上是最小的載人航天器,是航天員走出航天器到艙外作業時必須穿戴的防護裝備。艙外航天服大約重275磅,除了具有艙內航天服所有的功能外,還增加了防輻射、隔熱、防微隕石、防紫外線等功能,在服裝內增加了液冷系統(液冷服),以保持人體的熱平衡,並配有背包式生命保障系統。艙外航天服主要由外套、氣密限制層、液冷通風服、頭盔、手套、靴子和背包裝置等組成,是一種多層次、多功能的個人防護裝備。它的結構特點是:採用硬質的上軀幹,上面裝有雙臂和生命保障系統組件,頭盔與上軀幹為一整體,不能跟隨航天員頭部運動,通過氣密軸承和一個自由度的關節連接來保證四肢各關節的活動性能。有硬結構,也有軟結構部分,是混合式結構,軟的部分採用氣囊和約束結構。外套是由多層防護材料組成的真空隔熱屏蔽層,具有防輻射、隔熱、防火、防微隕石的功能。氣密限制層是艙外航天服最重要的部分,通常選用無毒性、重量輕、抗壓強度高、伸長率小的織物和像膠材料製成,它的作用是保持服裝氣密,限制服裝膨脹,使各大關節具有一定的活動度。液冷通風服穿在氣密限制層內,在服裝的軀幹和四肢部位有網狀分佈的塑料細管,液體流過時可將熱量帶走。此外還裝有通風管。頭盔有兩種,均通過頸圈與服裝連接,一種是面窗可隨意啟閉,在應急減壓時可自動或手動關閉並自鎖;另一種是由聚碳酸酯模壓成頭形殼體,平時不戴,必要時戴上。頭盔外還有防護罩和護目遮陽裝置。手套、靴子與服裝通過斷接器連接,襪子和氣密限制層連成一體,通常有3種型號供選用。 背包裝置,又被稱為攜帶型生命保障系統,主要由氧源(氣瓶)和供氣調壓組件、水升華器和水冷卻循環裝置、空氣凈化組件、通風組件、通信設備、應急供氧分系統、控制組件和電源、報警分系統、遙測分系統等組成。它能夠為航天員提供呼吸用氧,並控制服裝內的壓力和溫度,清除航天服內二氧化碳、臭味、濕氣和微量污染。當航天員出艙活動時,將背包裝置與艙外航天服配套使用,可以保證航天員在艙外活動長達8-9小時之久。當艙內生命保障系統發生故障時,也可為航天員提供應急生命保障

4 太空服 -製作

太空服從基本設計上有這麼幾層:
第一道為內衣層,要求又輕、又軟、又有彈性,能傳熱、又能透氣。這裡有一條奇妙的腰帶,藏有一套複雜的微型監測系統,負責生理上(心率、體溫、呼吸)各種數據的記錄,以及太空服內部的溫度,輻射劑量的數據,作為對宇航員的動態監控。
第二道為調溫層,用的是新技術「熱管液體調溫」,在這一層排列有大量聚氯乙烯細管,管中流有一種液體,通過液體的流動可以調節太空服的溫度,效率很高。溫度有三個檔次可供選擇,由宇航員自己控制。
第三道為加壓層,是用特種橡膠製成的密封充氣層,充滿一個大氣壓強的空氣,因為在宇宙真空中必須防止低氣壓。
第四道為約束層,有兩個作用,把第三層約束成衣服外形,同時協助最外層抵禦微小隕石的襲擊。它還有極好的隔熱效能,阻止內外熱量交流。
第五道為保護層,利用特殊合成纖維製成的高強度「防彈衣」,要抵禦像槍彈一樣飛來的微小隕石的襲擊,又要能吸收宇宙射線的能量。
事實上真正的太空服還不止這幾層,像美國的太空服多達15層。這還不算宇航員背負的背包。這個背包連接著太空服,構成了一個完整的生命維持系統。包括諸如溫度、濕度、氣壓、通風、循環、監測、過濾、供電、供氧等等自動和手動設備。除此以外,美國的太空服還裝有飛行系統,24個噴氣嘴可以由宇航員隨時調控自己的飛行路線。還要有電子通訊系統等。
太空服不僅要用高強度的滌綸等材料,還要輔以多種金屬和膠粘劑等,這樣一件「衣服」實在是既貴且重。美國的一套太空服價值超過1億元人民幣。由於太空服都被各自的生產國當成機密,所以普通人不可能知道其生產的細節和具體材料。一個國家的太空服技術水平,往往也代表著這個國家的綜合科技水平。
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