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2021-07-04 21:44:59　来源: 法治周末报
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中国人的空间站，中国人的第一次太空行走。 作为空间站第一位出舱的航天员刘伯明，一句“外面太漂亮了！”太有喜感了！
　　刘伯明舱外航天服摄像头拍摄
　　这里的亮点非常多，重点的就是我国自主研制100%国产组件的机械臂和出舱航天服。视频也同步上线！
　　机械臂重点
　　舱外航天服局部
　　
我们先说说航天服， 至今能够进行出舱活动的国家只有俄罗斯 美国和中国。 那么航天服真的是一款高科技的浓缩作品。 太空穿的衣服都有什么科技含量，各个国家的有什么不同？中国的航天服的独特设计都有什么？
　　SK-1 苏联制作 人类第一套航天服
　　
舱外航天服与舱内航天服，以及穿舱外服之前的蓝色服装有什么不同？都有什么作用？
　　中国“飞天”舱外航天服
　　刘伯明身穿 蓝色的服装
　　完成视频在这里：即将上线...
　　一个航天大国，只有具备和掌握完全自主的天地返回，交会对接，自由出舱这三大要素，才能算得上是真正的具有宇宙探索能力的国家。舱外航天服技术是一个国家载人航天实力的重要体现。
　　飞天航天服
　　
这次就实现了首次新一代航天服出舱验证， 首次航天员和机械臂的人机协同工作的验证。
　　目前只有中国俄罗斯和美国具备这样的能力。 这次出舱活动给大家最闪亮的一个点就是我国自主研发的全新一代“飞天”舱外航天服。是航天员进行出舱活动时候的关键装备，相当于一个浓缩的载人航天器，能够保障航天员的工作能力生命安全，个人太空防护装备。
　　左边为出舱服，右边为舱内服
　　相比神舟七号出舱的时候， 新一代“飞天”舱外航天服设计中又改进和增加了哪些重要设计？在防护方面有什么特点呢？ 重达130公斤，穿好只需5分钟的航天服又是如何制作的呢？
　　
人-服交互系统使得全新一代“飞天”舱外航天服更具人性化、可靠性、科技感！
　　航天服设计层
　　里里外外一共有6层，身高1.6米到1.8米的航天员都能满足穿着，还能根据航天员的体型进行调整，首先就是完备的生命保障系统作为航天员基本生命支撑，还要具备防辐射、温度调节和压力调节等功能。太空中的极端温度是真的吓人，太阳晒过来的时候温度可以高达121℃，晒不到太阳的地方温度可以低至-157℃，这一正一负就有将近300度的温差。而且1个半小时就会交替一次，这谁受得了！
　　刘伯明 人机（机械臂）协同
　　看起来胖胖的航天服非常的不利于航天员的工作，所以就要在设计上下足了功夫让它能够帮助航天员提高工作效率。 不同于地球表面有大气层的保护，过滤了很多对人类有害的射线。太空中宇宙各种射线的强度是人类承受不了的。再加上微重力、高真空、高频率的明暗周期变化， 温度和阳光的变化，舱外作业的环境是极其恶劣的。会对航天员产生直接影响。
　　刘伯明准备进舱
　　从NASA官方公布的研究数据来看，微重力环境下航天员的骨骼 肌肉 心肺等生理系统功能会比地面上降低10%以上。 太空的环境还对航天员的视觉、听觉 、前庭以及感知能力等关键部分产生较大的影响。这样就容易导致航天员对空间感失去定向。改变动眼神经功能，主动视觉退化、手动控制平衡，运动障碍等等。
　　刘伯明离开机械臂限位器
　　穿上航天服绝对不是一件容易的事，穿舱外服之前还要穿4层衣服。 航天员在穿上贴身内衣以后，首先要穿一件能够测量心跳、体温以及其他生理功能的生理背心，地面指挥中心可以实时掌握航天员的身体状况以及在太空的身体变化，有监视的功能，回传的宝贵数据还会作为改善和研究的宝贵资料。
　　科幻假想图
　　科幻假想图
　　接下来需要穿防静电的连体内衣，第4层就是我们看到的这件蓝色的衣服。这是第一次出现在观众的视野中，叫液冷服，是起到调剂温度的作用。 然后戴上通讯装备，通过后面这个开启的背包舱门进入舱外服中。
　　液冷服
　　液冷服
　　这个背包高1.3米，是航天服穿脱的进出口，密封门，在背包壳内安装了生命保障系统。关闭这个背包舱门，航天员自行就可以完成。不需要其他人帮忙。
　　美国航天服背壳入口
　　这件蓝色的液冷服外观就像个连体内衣，里面却布满了很多管子。管路一般用内径为1.5～3.6毫米的软管组成。液冷服能够保护航天员在舱外活动期间不受温度起伏的影响。液体介质在管内不断流动，冷却介质的温度可以由航天员自行控制或者全自动，自主控制在一个航天员体感最舒服的温度。所以我们在实况中就听到了“打开水升化器”的口令，就是在开启液冷服的循环系统。 常用的冷却介质是乙二醇水溶液 除了可以在热环境中降温外，也可以在冷环境中保温。
　　液冷服
　　国外航天员入服
　　液冷服的研制，是在阿波罗计划中研发出来的，原本是为了保护航天员在舱外活动期间不受温度起伏的影响。美苏冷战结束之后，很多航天科技运用到了生活中。 因此在高温下作业的人群也越来越多地穿上液冷服，比如F1赛车手、核反应堆内的工作人员、造船厂内部的工人。
　　赛车手液冷服系统
　　核反应堆工作人员
　　除此之外，液冷服还成为了一种物理疗法与体育康复设备，为一些患有特殊疾病的病人减少痛苦。比如，得了外皮鳞化症的病人不能通过皮肤散热，因此只能待在房间内或者空调房中，而穿上液冷服就可以像正常人一样外出活动。还有一些多发性硬化症、先天性少汗或外胚层发育不良而导致无汗的病人也开始使用这种液冷服。
　　功能性液冷服
　　我国新一代的舱外服是由一群平均年龄35岁的年轻科研人员研制出来的高科技产品。 航天员中心有一个独立的航天服研究中心。 从舱外活动的任务来分舱外服可以分为空间站舱外服和地外星球表面登陆舱外服。目前我国的登月任务还没有实施，所以没有公布任何的相关资料。 不过从阿波罗登月计划来看，基本的功能是相同的。当然也会有特殊的设计之处。
　　阿波罗登月服
　　阿波罗登月服
　　穿着臃肿的舱外服， 肢体运动本来就受到很大的限制，航天员需要在高负荷、高强度、长时间的舱外作业中完成工作任务，单次出舱活动都要是在6-8小时。这次我们中国空间站的第一次出舱活动一共差不多7小时，但是剩余的生保资源还可以维持2-3小时，因这次没有大幅的活动需求，加上机械臂的协助，体能上没有大量的消耗。
　　刘伯明与机械臂协调工作
　　在设计舱外服的时候要最大限度地让航天员的动作更自如，舱外服采用多层织物结构，关节处采用轴承、铰链等刚性结构相互连接，航天服一共有6层的特殊材料，躯干处有7层，背包是最厚的，有20层。
　　刘伯明与机械臂协同工作
　　相比神舟7号当时设计时可以使用5次，全新一代“飞天”航天服可以在轨使用15次。
　　出舱活动几乎都是需要手来进行的，因此手套的设计就非常重要。 加压手套里手指触觉的敏感度和手指灵活度明显下降，这就要求对手套的设计上也要发挥它的极限。神舟七号出舱的航天服造价高达3000万。 可由于当时的空间问题，最后只带回来一副手套。 其他部分都随着坠入大层的舱段在大气中烧毁了。
　　国外不同类型的舱外航天手套
　　 手套都是为每位航天员量身定做，指尖部分特殊设计，灵活度可以拿捏5毫米厚的物品。这次出舱的特别之处，我们可以看到手臂上有像书签一样的东西，这是特别为出舱活动设计的工作手册，方便航天员翻看。在关节设计上都巧妙地利用仿生结构，根据咱们的人的关节来设置的，可以转动的地方都有轴承，臂轴承，腕轴承，一共三个轴承，使关节活动更加自如。
　　右手翻起的书签
　　刘伯明 工作中的航天手套
　　头盔是航天服的重要组成部分。 有没有小伙伴好奇，7个多小时工作，口渴了怎么办？ 其实这个面罩内部是有安装饮水袋的，航天员动动嘴就可以喝到水了。这是最基本的供给。 头盔的面罩非常复杂，其实是有4层结构。
　　刘伯明完成任务 挥手感谢
　　最里面两层是压力面窗，中间充了氮气，防止结雾以及隔热，第三层是防护面窗，比如有什么磕碰，划伤之类的会影响视野。 并且这个是可以随时更换的。 空间站里都有备份。 最外层这个橘色滤光面窗相当于太阳镜， 1个半小时太阳就会升起一次。阳照区和阴影区频繁交替，滤光面罩可以有效防止强烈的太阳光线。
　　太空中的不可确定性非常多，所以航天服上的每一个关键功能都有一个备份，一旦主要部件失效，备份就会随之启动可以继续保障航天员的安全。如何让航天员穿得更加舒适也是重点的设计内容。
　　不过就现在的人类科技，科幻片里出现的这种看起来非常苗条，秀肌肉的舱外服和行星着陆服，也就只能是科幻了，根本不可能实现。
　　科幻片中的宇航服
　　相比舱外服， 载人飞船起飞和返回的时候航天员穿的舱内服，就显得轻薄很多了。 舱内航天服主要就是用于飞船发射和返回的过程中，一旦飞船出现失压，泄漏，氧气不足等状况，航天服会自动充压充氧。保障航天员的生命安全。
　　舱内航天服
　　精彩的中国空间站的第一次出舱任务圆满成功了。 那么下一期我们就来讲讲这个神奇的，汇集了当今中国高科技的全自主智能化的机械臂。
　　中国空间站机械臂
　　来源：布解探秘
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