原標題:行走的「太空飛船」:解密航天服的前世今生
從「神五」到「神十一」
從出徵到返回,從艙內到艙外……
中國自行研製的航天服裝
始終伴隨著每一名航天員
保障著航天員的人身安全和工作效率
展示著航天員隊伍的良好形象
本次讓我們走近航天員系列服裝
一起解開航天服背後的「秘密」吧!
中國「飛天」航天服圖片來源:環球網
航天服
航天服(spacesuit)是保障航天員的生命活動和工作能力的個人密閉裝備。可防護空間的真空、高低溫、太陽輻射和微流星等環境因素對人體的危害。航天服是在飛行員密閉服的基礎上發展起來的多功能服裝。
航天服從功能上可分為艙內航天服和艙外航天服。無論哪種航天服都由多層組成,它們互相連接形成一個整體服裝,要求各層的質量要高、要輕、不能過厚,避免影響航天員的行動。
航天服的起源
「一切從那本科幻書開始」
科學幻想常常啟發人類的重大發明創造。1865年法國著名作家凡爾納在他的科幻小說《從地球到月球》中描述了引人入勝的宇宙航行情節,在那時,凡爾納就想到了太空旅行要穿特殊的服裝。而實際上,直到上世紀30年代進行高空飛行時,人類才真正意識到,確實需要特殊的飛行服裝。
19世紀盔甲潛水服曾激發了人們設計加壓服的靈感
人在地面時承受著大氣壓力,當飛行到高空時,氣壓降低,體內組織中所溶解的氮釋出形成氣泡,導致四肢疼痛等身體反應,嚴重時會喪失意識。這就是常說的減壓病。因此隨著飛機越飛越高,高空的低氣壓迫使飛行員需要加壓的服裝,或者加壓的座艙,保護飛行員抵抗「減壓困境」。
進擊的航天服
「當科幻變成現實」
第一個真正進入太空的航天服是前蘇聯的SK-1 航天服。1961年4月,前蘇聯太空人尤裡·加加林乘坐「東方1號」飛船開創了人類首次進入太空的創舉,他當時穿的太空衣就是SK-1 航天服。這款航天服不僅可以提供全面抗壓能力,同時還有一個輔助的生命支持系統。
當年5月,阿侖·謝潑德乘坐「自由7號」飛船在亞軌道進行了15分鐘的歷史性飛行,同時也成為第一位身穿「水星」航天服進入太空的美國太空人。
1965年3月,前蘇聯太空人阿列克謝·列昂諾夫乘坐「上升2號」飛船進入太空,並成功完成了世界航天史上第一次太空行走。雖然列昂諾夫身穿的「金鷹」航天服可以提供45分鐘的氧氣,但由於航天服供氣系統安全閥故障,他只在艙外活動了12分鐘。
歷史上最著名的航天服可能就是美國太空人尼爾·阿姆斯特朗登月所穿的「阿波羅」航天服了。與普通航天服不同,登月探索需要太空人和飛船徹底分離,因此科學家為這款航天服設計了背包式生命維持系統。該系統可連續7個多小時供氧,同時還具備了保持氣壓穩定、過濾二氧化碳和冷卻的功能。
與此同時,前蘇聯也於1967年設計了自己的登月航天服,名為「金色獵鷹」,採用背入式設計,太空人可以從背面進入,這種設計方法可以讓太空人更容易地穿上航天服。美國宇航局後來研發的航天服融合了很多「金色獵鷹」航天服的設計理念。
20世紀70年代,前蘇聯開始使用「海鷹」航天服。「海鷹」航天服沿用了背入式設計,太空人在五分鐘內就可以完成穿戴,其生命維持系統可以工作9個小時。
中國則以「海鷹」為模型開發出了第一套艙外航天服——「飛天」。2008年,中國太空人翟志剛乘坐「神舟7號」飛船進入太空並成為第一個在太空漫步的中國人,他當時穿的就是「飛天」航天服。
中國第一代艙外航天服「飛天」(圖片來源:新華社)
「科技+時尚」
中國開啟航天員系列化服裝設計
自2015年初始,中國航天員中心著眼未來空間站階段,航天員在軌駐留時間延長,服裝多樣化需求提高,於是組織開展了航天員系列化服裝設計。如今,航天員系列化服裝分為在軌系列化服裝、地面系列化服裝和服裝配飾。
2015年11月,東華大學承接了航天員專用服裝系列化設計任務,組成了來自多學科的14人研發設計團隊,設計研發了航天員太空和地面工作生活全過程的系列專用服裝共數十個種類。
2016年10月16日,景海鵬和陳冬兩名航天員身著新研製的秋冬常服帥氣亮相「神11」載人飛行任務航天員與記者見面會。這是航天員系列化服裝的首次亮相。
神十一航天員亮相記者見面會
服裝突破以往單一用色模式,主色採取航天傳統的藍色系,不同深淺藍色系的組合設計源於天際線和太空的色調元素。胸前藍色「V」形圖案,意味著任務的圓滿成功,展示航天員威武莊重的氣質。
夏常服圖片來源:中新網
秋冬常服圖片來源:中新網
常服大衣圖片來源:中新網
作訓大衣圖片來源:中新網
在艙內工作服的地面設計中,由於重力下垂,航天員穿著的連體服美觀合體,在太空失重環境則呈現自由漂浮狀態,為此設計團隊專門設計建成「著裝失重感覺模擬艙」,可以在地面模擬測量航天員在失重操作狀態下服裝的表現及航天員生理響應、心理感受。
航天服材質配伍設計圖片來源:惠州日報
航展連結
自中國「神舟五號」飛船實現載人飛行成功以來,中國航展就與中國航天員結下了不解之緣。2004年第五屆中國航展上,「航天英雄」楊利偉和「神五」飛船返回艙曾一同亮相,在航展現場掀起了一股「航天熱」。2006年第六屆中國航展,楊利偉和費俊龍、聶海勝三名航天員於航展首日集體亮相航展中心。
2012年,「神九」與「天宮」載人交會對接成功,三位航天員景海鵬、劉旺、劉洋亮相第九屆中國航展。
「神九」三位航天員亮相2012年第九屆中國航展
2016年第十一屆中國航展開幕式上,正在天宮二號執行任務的航天員景海鵬、陳冬通過視頻給中國航展20歲生日發來祝賀。景海鵬說:「中國航展是彰顯我國航空航天實力、振奮民族精神、搭建國際交流平臺、傳遞中國力量的盛會,至今(2016年)已有20年的歷史,今天(2016年11月1日)我非常高興能以這種特殊的方式表達自己的祝福。」
2016年,景海鵬在天宮二號祝賀第十一屆中國航展開幕(圖片來源:新華網)