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- 1、第三代航天服:航天服3000万一件,我国为啥用3年就要扔,而美国48年前的还在用
- 2、第三代航天服,揭秘新航天服
1、第三代航天服:航天服3000万一件,我国为啥用3年就要扔,而美国48年前的还在用
从2003年神五第一次将我国航天员送入太空,到现在神十四的航天员圆满完成第三次出舱任务,我们国家对于地外文明的探索又向前迈了一步,进一步揭开了深邃星际的一点点真实面貌。
随着技术的进步,人们多了很多了解宇宙探索的渠道,可以跟着穿回来的画面畅游了宇宙。
在11月17日,神十四的圆满出舱,在带领人们领略了宇宙的浩瀚的同时,人们对于航天相关的事物都充满了兴趣。
最惹人瞩目的便是航天员出舱时所穿的服装,在人们看来,那是美丽又神秘的,也掀起了一股航空风,从仿真服饰到相关的小挂件,都体现出人们的关注和喜爱。
其实在每一次出舱任务中,他们所穿的从里到外都是专用的衣服,是我国自主也研制的名为“飞天”的舱外航天服。
我国航天服的发展
第一代“飞天”,于2008年,首次在距离地球300多公里,遥远空际和世人见面,保证了人员的安全。
而此次我们见到的他们使用的舱外航天服是第二代“飞天”航天服。它在第一代的基础上进行了很大的改良,在去年首次亮相。如今随着十四乘组的成功出舱,新一代的“飞天”航天服的关注度又增高了。
大家在关注它的高颜值之余,它的费用也是大家关注的重点。虽然从去年首次亮相至今,一直没有确切的消息,但是根据初代“飞天”的三千万元的费用可以推测,二代“飞天”的花费肯定在三千万元之上的,何况那三千万元还是在遥远十四年前的2008年。
毕竟第一代的使用寿命也只有2年5次,而现在的已经可以使用3年15次了。虽然使用时限是增加了,但是在我们一般人的眼中依然充满了疑惑:为什么制造花费远超三千万,也只能用三年?这不是一年就得一千万以上了吗?这其实是为了更好地保障乘组人员的安全。
航天服昂贵的背后
当然,价高也是由很多方面决定的。首先是制作程序复杂精密,花费时间长。由于使用的地点是在距离地球三百多公里的地方,环境的特殊性决定了对它的制作要求极高。
完成一套的制造,需要四个多月的时间。
相比于一般服装的制造,这实在太费时间。但这也是由它精密的工艺决定的,它从里到外一共有六层,仅仅在制作下肢限制层,所花的时间就长达十一天左右。
加上面窗那接近五十道的工序以及功能测试等等,工程量无疑是巨大的,四个月的时间也是非常紧张的。
其次是功能齐全,安全有保障。一套舱外航天服相当于一个小型的便携活动空间,浓缩了航天器的基本功能,能够维持基本的生命所需和起到保障安全的作用,具备防辐射、供氧气、保暖、通信、根据外界环境调节压力和温度等等功能。
同时,作为一个浓缩版的活动空间重量也达到两百多斤,具体是240斤,将这个重量穿戴在身上,相当于扛上两个成年人了,行走都十分困难。
何况还要在区别于,我们平时生活环境的地方,进行安装等操作,所以,服装的设计就考虑到了灵活性和便捷性。
设计人员在肩关节、肘关节、膝关节等部位都使用了气密转轴,这样就能够让他们在空中做到随意转动关节,在一个安全舒适的环境中完成出舱任务中一些细微的动作。
最后是穿戴轻松不费力。上面已经讲过,它的重量重达240斤,将这么一大件穿戴在身上想来是一件不容易的事情,但是我国的科研团队在总结以往设计的经验的基础上,进行了升级改造。
能够满足身高一米六到一米八的航天员穿着,它还能够根据穿戴之人的体型进行调整,贴合人的身形,而且采用了进入式的穿戴方式,整个穿戴过程仅需要五分钟,十分方便快捷。
总的来说,就是为了保障执行航任务的宇航员,在外太空的工作和生活,所以它的制造花费高也是理所当然的。
那么,制造花费如此之高的舱外航天服,为什么是能使用三年呢?
中国航天服与美国航天服之间的差距
要知道,美国所设计自1974年研制问世以来,已经使用了四十八年了。其实我国的舱外航天服在三年十五次的限制以外,还有单次不超过8小时的规定。
这些限制一来是为了最大限度上的保障航天人员的生命安全。其实美国在四十八年前制造的十八套舱外航天服的使用寿命,也只有十八年,至今还能使用的也只有四套,并且也已经远远超过使用期限。
很多情况都超过当初设计时的考虑,也因此发生了一些事故。
就是在2013年和2015年的时候,两名国外航天员使用了国际空间站,美国1974年制造的设备,在外出作业时遭遇到了水管泄露的危险,威胁到了作业人员的生命安全。
二来是因为一般舱外航天服制造投入使用后一般是放在空间站不带回来的,所以在达到使用期限时带回来回收改造的成本太高了,甚至高过它本身的制造价值。
你想返回舱就那么一点空间,还要将这件庞然大衣装在里面,那对于返回舱的要求有提高了不少,不光危险航天人员的生命安全,还会提高成本。所以综合考虑是在达到使用寿命后在太空进行绿色销毁是最划算的。
综上所述,我国设计的舱外航天服,使用年限较短,其实是我们国家,真正航天实力强大的体现。
现在,全世界只有三个国家,能实现自主登天,能自主成功研制出入空的设备,除了我们国家以外,就只有美国和俄罗斯。
而我们能成为第三个自主登天的国家,意味着我们国家,已经成为国际上有分量的国家之一。
而我们国家近年来航天事业的发展如火如荼,我们的宇航员在太空执行任务的时间越来越长、出舱作业的次数也越来越多,也为我国的开发宇宙的空间资源,提供了很大的支持和保障,助力了我们国家综合实力的提升。
结语
“赴九天,探苍穹”。其实神十三才成功发射并返回地球不久,在短短几个月后,我们国家的神十四又成功发射,将在太空进行新一轮的宇宙探索。
2、第三代航天服,揭秘新航天服
北京时间2021年6月17日,神舟十二号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射成功,并按预定轨道与天和核心舱成功对接,我国3位航天员正式入驻中国空间站。时隔五年,神舟飞船再一次护送航天员往返天地,与身着灰色调外衣的前辈相比,神舟十二号载人飞船一身银闪闪,炫酷时尚的崭新外衣不禁让人眼前一亮。
这件靓丽的“航天服”,就是由航天科技集团五院529厂历时两年精心研制的一款新型低吸收——低发射热控涂层。
和以往神舟载人飞船的任务相比,这次神舟飞船在空间站停留的时间更久,面对的空间环境也更加恶劣。
届时,神舟十二载人飞船迎向太阳侧的舱体表面温度将达到90℃,而背向太阳侧的舱体表面温度则达到-30℃。这种温度差将对神舟飞船内部的空气温度造成严重波动,航天员的生活环境与多种精密设备在舱内也会受到影响。除了温度的问题,长时间的太空停留,还会使飞船经历持久的空间高强度紫外照射,以及多种带电粒子配合高速原子氧的不断轰击,材料损耗将非常严重。因此,给飞船穿一件特制的“航天服”就显得尤为必要了。
这件“航天服”学名低吸收——低发射热控涂层,它是一种喷涂在航天器外表面的热控制材料。在空间没有热对流与热传导的高真空环境下,只有通过像热控涂层这种以热辐射形式进行温度变化的方法,才能达到设计人员预期的舱外表面温度。而低吸收——低发射热控涂层可以通过它自身对太阳辐照的低吸收强反射能力,大大减少飞船受太阳长时间辐照的内部温度升温现象,再通过它自身的极低的红外发射特性,在飞船处于背阳面时期减少辐射漏热,大大减缓舱内温度下降速率,起到保温效果。
当然,这款“航天服”还要具备抵抗空间中时时刻刻的高能紫外辐照、原子氧轰击以及多种高能粒子与电离辐射的攻击,为神舟十二号载人飞船全方位做到外部保护屏障,可谓是全天时无间断全效防护服。
这件“航天服”采用了我国以往热控涂层领域中从没有过的类型。为了研发出这种新型功能材料,研发团队确定了热控涂层低吸收与低发射两项关键技术指标,再以这两项技术指标为出发点,开展涂层的设计、仿真、制备、检测及工程实施等一系列研发工作。
在反复的试验过程中,通过一次次的总结与改进,研制团队历时两年努力,从新型低吸收低发射热控涂层初期的研制,到神舟十二号载人飞船涂装,再到后续所有载人飞船陆续换装应用,突破了多项涂层研制的关键技术,成功实现了符合预期设计要求的全新涂层材料,确保了航天员能够有一个更加舒适的舱内环境,顺利完成后续各项任务。
文、图/广州日报·新花城记者 程依伦 通讯员 平托 陈袁 时小丹 毛凌野广州日报·新花城编辑 李凤荷
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