近日,神舟十九号航天员顺利完成了第三次出舱任务,不仅标志着中国空间站的建设与运营进入新阶段,同时也让中国自主研发的舱外航天服再次接受极端环境的考验。
在这场“太空硬仗”中,我国“飞天”航天服的性能、寿命以及安全性无疑成为了关注焦点。
对比美国航天局(NASA)高达5亿美元的EMU舱外航天服,中国“飞天”航天服仅耗资3000万元人民币。
那么我国飞天舱外服是否能在寿命和可靠性上能抗衡美国EMU?中国航天的“性价比”策略,是否在舱外航天服上也能发挥奇效?
提起美国的EMU舱外航天服,这套诞生于1980年代的“老古董”,曾经伴随航天员完成了无数次太空行走。
然而,即便NASA曾宣称EMU的设计寿命为15年、可使用100次,但现实却远比预期更具挑战。
当前国际空间站仍在服役的EMU航天服,基本都已超期服役,不仅性能大幅下降,更接连发生了多起危险事故。
最惊险的事件莫过于2013年意大利航天员卢卡·帕尔米塔诺的太空惊魂。
在执行舱外任务时,他的头盔突然进水,短短几分钟内,水已蔓延至鼻子和耳朵,险些让他成为“首位被淹死的航天员”。
幸运的是,他依靠自身冷静的判断力成功返回舱内,才避免了一场悲剧。
类似的问题在近年仍未解决,2022年6月,两位美国航天员原定的一次太空行走任务因航天服漏水被紧急叫停,进一步凸显了EMU航天服的老化问题。
这些事件暴露了NASA当前面临的困境——新一代xEMU舱外航天服由于成本问题迟迟无法量产,而现有EMU服役时间过长,存在严重安全隐患。
尽管NASA正在与私营航天公司合作研发新款航天服,但研发进度缓慢、经费超支的问题,使得短时间内很难有突破性进展。
这就意味着,NASA的航天员仍需依赖这批“高龄”航天服继续执行任务,风险可想而知。
与NASA的高昂造价形成鲜明对比,中国的舱外航天服“飞天”以仅3000万元人民币的成本,实现了出色的性能表现。
按照美国的航天服成本计算,中国可以制造超过160套“飞天”航天服,这背后不仅仅是成本控制的优势,更是工程设计理念的巨大不同。
早期的“飞天”航天服在寿命上与美国EMU存在明显差距,第一代版本仅能执行5次出舱任务,每次舱外停留时间仅4小时左右。
但在不断优化升级后,第二代“飞天”航天服已具备“3年15次”的服役能力,每次可持续舱外作业8小时以上。
更重要的是,本次神舟十九号的舱外活动,已经让“飞天”突破了既定寿命指标,进入“超期服役”阶段,表现依然稳定可靠,这是中国航天服研发实力的一次重要验证。
那么,为什么中国的舱外航天服能以低成本实现长寿命?
首先,中国的航天技术体系完全自主,航天服的研发、生产、维护全部由本土机构完成,避免了国际采购带来的高昂成本。
同时,中国航天在材料学、微环境控制、气密性设计等方面的进步,使得航天服在保证安全性的前提下,达到了更高的性价比。
相比NASA对于EMU航天服复杂且昂贵的维护方式,中国的航天服更注重在轨维护与智能管理,并依靠大量地面模拟测试确定服役上限。
换句话说,中国的“飞天”并不是靠运气“续命”,而是在科学评估下延长使用时间,以最大化其工程价值。
尽管舱外航天服是航天员生存的关键屏障,但一场成功的太空行走,远比想象中复杂,其中天地协同、机械臂配合、个体操作能力缺一不可。
从航天员身上的每一个动作,到地面科研团队的实时监控,再到舱内航天员的配合,每个环节都环环相扣,丝毫不能出错。
即便是最基础的“天地协同”环节,航天员也要熟练掌握各种操作技巧,确保整个出舱过程顺利进行。
面对失重环境,他们的每一个动作都要经过精密计算,以避免因操作失误导致意外情况发生。
在太空出舱活动中,机械臂的作用至关重要。这一次,航天员借助机械臂的帮助,成功完成了空间站外部防护装置的安装。
机械臂就像是一只巨大的“手”,在航天员的操控下精准定位、稳定移动。
但在失重环境下,航天员并不能直接依靠自己的力量去推动机械臂,而是需要借助固定装置来调整自己的位置,同时还要时刻关注任务进度,与地面团队保持通信,以确保每一个动作都符合预期。
出舱的每一刻都伴随着风险,航天服是唯一的屏障,它不仅提供氧气和温控,还要防护宇宙射线和微小陨石的威胁。
在几乎没有大气层的太空环境下,温度变化极端,航天员必须在极寒与高温之间切换,依靠航天服的智能温控系统维持身体的舒适度。
这不仅考验航天服的技术水平,也考验航天员的生理和心理素质。
他们需要在密闭的环境中长时间工作,不仅要承受身体上的疲劳,还要保持高度的集中力,以确保任务的顺利完成。
每一次出舱,都是对中国航天事业的一次验证。这不仅仅是对航天服的考验,也是对整个航天系统的检验。
我国航天员能够在一次次任务中创造新纪录,离不开背后科研团队的努力。
从舱外航天服的设计,到机械臂的控制,再到地面指挥的协同作战,每个环节都体现了中国航天工业的不断进步。
未来,中国的舱外航天服还将继续升级,第三代“飞天”正在研发之中,预计将在使用寿命、舒适性和安全性方面取得更大突破。
随着航天任务的复杂性不断提高,航天员将面对更长时间的舱外作业,对航天服的要求也将更为苛刻。
但无论挑战多大,中国航天人都在用自己的智慧和汗水,让这一切变得可能。
正是他们的付出,让中国航天员能够在浩瀚宇宙中迈出更坚定的步伐,也让我们看到了中国航天未来的无限可能。
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