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　　庞之浩 世界空间探伤首席科学传播众人

中国航天员在空间站舱外天外行走实景

　　10月30日，随着神舟十九号乘组进驻中国空间站，三名航天员的天外生存也弘扬运转。按照计划，在6个月的天出门差流程中，他们将进行空间站空间碎屑防护安装安装、舱外载荷和舱外征战安装与回收等任务，而这些任务的完成齐依赖于天外行走。

　　天外行走是载东谈主航天环节本领之一，亦然空间站任务中挑战最高的任务之一。随着空间站的建成，中国航天员执行出舱任务已迟缓走向常态化。

　　天外行走关于航天任务有什么重要意旨？在大地如何进行天外行走试验？底下就将为全球进行把稳的解答。

　　1航天员为何要出舱

　　浅薄地说，天外行走主要有六大用途：一是在天外拼装、扩建空间站；二是在天外维修、爱戴航天器；三是回收、爱戴与开释卫星；四是完成一些科研任务；五是进行重要天外援助；六是载东谈主登月和载东谈主登火星等。是以，天外行走很重要。

　　好意思国曾通过航天员天外行走设立了刚一辐射上天就出现紧要故障的“天际实验室”空间站，使它“起死复活”。苏俄航天员则屡次足下空间出舱步履修理了和平号空间站，使它妙手回春。刻下在轨运行的“外洋空间站”更是由航天员通过屡次天外行走才完成了在轨拼装的。好意思国还通过天外行走5次在轨维修了“哈勃空间千里镜”等卫星，使1990年升起的它延年益寿于今还在使命。好意思国“阿波罗”登月航天员在月面行行运完成了多项科学实验。

好意思国航天飞机航天员出舱站在机械臂上维修“哈勃空间千里镜”

　　随着天外行走本领的发展，天外行走的形势也越来越多。按出舱步履的主义和任务一般可分为四种：考据类出舱步履、拼装类出舱步履、维修类出舱步履，以及灵验载荷类出舱步履，即回收、修理和开释卫星或在月面安装实验安装、网罗月岩标本等。

　　2008年我国航天员翟志刚进行了我国第一次天外行走属于考据类出舱步履。而目下，我国空间站航天员进行的天外行走属于拼装类出舱步履、维修类出舱步履。

　　由于我国空间站航天员天外行行运刻很长，而且要完成复杂的舱外安装任务，包括进行东谈主和机械臂的协同合作，用机械臂把航天员转运到舱外功课点隔壁使命，是以难度比较大。另外，每次会有两东谈主沿途出舱完成任务，这么不仅能完成较多的空间舱外使命，他们也互为备份，保证天外行走的安全。

　　2天外行走必经之路

　　进行天外行走起头要使用的一个重要征战是气闸舱。气闸舱是航天员出舱步履的宗派，用于密封舱与寰宇真空之间的绝交。它齐有哪些用途呢？

　　起头，气闸舱不错防护航天员灵通舱门投入寰宇空间时载东谈主航天器内的气体大宗流失。载东谈主航天器的气闸舱是空间站内的一个小隔间，一般有2个舱门，其中与空间站大舱一语气的叫作念内舱门，可通向天外的叫作念外舱门。

　　出舱时，航天员先灵通内舱门投入气闸舱；接着，航天员关闭内舱门，穿上舱外航天服，进行事前吸氧；然后，把气闸舱迟缓减压到真空现象，这时就可灵通外舱门投入寰宇空间了。航天员复返气闸舱时按相悖的顺次操作，即航天员复返气闸舱后，先关闭外舱门，然后迟缓规复气闸舱的压力，当气闸舱内的压力与座舱内的压力颠倒时，就不错灵通内舱门了。

　　气闸舱还不错在航天员出舱前对大气压力进行迁徙，退避航天员在进行天外行行运患上减压病，影响天外行走任务的完成。因为目下总共载东谈主航天器内齐是1个大气压，而航天员出舱步履穿的舱外航天服内的压力较低。

　　我国舱外航天服给与1/3个大气压体制，如果舱外航天服为1个大气压，由于压力太大使航天员无法步履。

　　然则穿1/3个大气压的舱外航天服径直出舱会患减压病。这是因为航天员出舱后因舱外莫得压力，东谈主体组织内的气体会因外界压力低而往外逸出。

　　氧气是东谈主体需要的，逸到那里齐不错，但氮气逸出东谈主体组织外就会使东谈主体产生皮肤发痒、环节与肌肉痛楚、咳嗽和胸闷等症状。这种从高压（1个大气压）变成低压（1/3个大气压）所激发的病即是减压病。对此，必须遴荐措施，其面貌即是在出舱前通过吸纯氧来置换诞生体内的氮，使存留在身体内的氮减少到不会影响航天员身体健康的进程，这个流程就叫“吸氧排氮”。

　　航天员在气闸舱内，通过上下压环境之间的迟缓过度，以及遴荐吸氧排氮措施，则能退避减压病。是以，气闸舱内一般还装有吸氧排氮征战。

问天舱的气闸舱 问天舱的气闸舱里面

　　气闸舱的另一作用则是泄压和复压，使航天员不错方便地灵通舱门投入寰宇空间，以及在航天员回到舱内后规复气闸舱内的压力。

　　我国空间站的“问天”实验舱装有主份气闸舱，目下航天员齐是从那里出舱。

　　3必须穿舱外航天服

　　由于东谈主一朝露出在天外中将面对失压、缺氧、低良善辐射挫伤等危险，因此航天员出舱时必须穿舱外航天服，使身体与天外恶劣环境绝交开来，并向航天员提供一个相配于大地的环境。不错说，舱外航天服即是一种微型载东谈主航天器。

　　有的舱外服装配有饮水袋和食物，供永劫刻天外行走的航天员饮食。由于穿了舱外服后手伸不到脸部，是以有的舱外服中还有搔痒器用。舱外服内有“尿不湿”，在天外行行运间不错小便，但一般不可大便，因此空间出舱前一般吃低产气、低纤维、高能量密度的食物，

　　2008年，翟志刚进行了我国初次天外行走。他穿戴的是我国第一代“飞天”舱外航天服。这套航天服重120公斤，配有人命保险系统背包。舱外航天遵照内到外分6层：惬心层、备份气密层、主气密层、截至层、隔热层、外防护层，具备防辐射、温度迁徙和压力迁徙等功能。 

　　目下，我国空间站航天员出舱使用的是第二代“飞天”舱外航天服，重达130公斤。它可复旧更永劫刻的舱外步履，从第一代的4小时加多到8小时；重叠使用次数也由第一代的5次提高到15次；环节部位改用袖珍化气密轴承，大大提高了环节无邪性，减少了航天员舱外步履时的体能奢侈；手套由第一代的可合手直径为25毫米物体晋升为可合手直径为5毫米物体。

　　经过大宗改良与升级，第二代“飞天”舱外航天服的举座效劳、可靠性、惬心地有了进一步提高，航天服的操作看成和信息识别愈加赶紧、准确，科技感更强，同期具有中国的审好意思识别性。

中国登月服

　　在本年 9 月，我国初次公开了中国登月服外不雅。它或者对月球名义的真空、上下温、月尘、辐射等复杂环境进行轮廓防护，其轮廓防护面料可灵验防护月面热环境及月尘影响；配备了全景式防眩光面窗，可晋升视觉工效；头部两侧设立短长焦距录像机，能杀青遐迩景视频摄录。胸前有多功能集成限定台，让操作更方便高效；给与了举座轻量化，妥贴月面步履需求，况且在低重力环境下环节设立经过优化，东谈主服步履才能增强，可蹲可弯腰。

　　与“飞天”舱外航天服比拟，正在搜集称呼的登月服外不雅的举座性愈加突显，外部征战元器件呈现袖珍化、集成化，使其更像一件 “衣服”。

　　4怎样试验天外行走

　　天外行走本领终点复杂，为此，航天员投入天外前必须进行大宗的地口试验，其中最重要的试验是在水槽中进行，因为这种面貌不错给航天员提供模拟失重的试验环境，是最为灵验的试验技巧。

　　我国航天员中心的中性浮力水槽呈圆形，直径23米，深10米，亚洲最大。在水槽试验时，需通过调治航天员水槽试验服上的配重铅块，使航天员既不浮上来，也不千里底，从而模拟失重环境的操作效应。

中国航天员中心的中性浮力水槽

　　水槽内有个1：1的中枢舱模子。通过中性浮力水槽试验，可使航天员体验和熟悉掌合手模拟失重现象下身体的畅通与姿态限定，以及出舱步履操作的特质、面貌、技巧和技能，包括开关舱门、出舱和进舱、舱生手走、舱外功课，安装新的征战、修理和更换部件等。航天员在水槽试验的主要技俩有开关舱门、舱生手走、舱外功课等单项操作技能试验，以及闲居出舱身手试验以及舱外援助试验。舱外步履的一个操作看成，一般要在水槽里练几十次。

神舟十九航天员进行水下试验

　　在天外失重环境中，航天员要靠手把扶住周围的某些物体，用手“走”，因此需要航天员的上肢肌力和耐力较大，这就条款航天员在飘零前要加强上肢力量的锤真金不怕火。

　　为此，我国空间站乘组加强了体能试验、上肢力量试验和中枢力量试验，航天员在水槽里试验时，要穿200多公斤的水槽试验服在水下试验几个小时，很累，航天员领先试验收尾后连筷子齐拿不住了。另外，男女航天员的试验圭臬是一致的，是以女航天员领先也面对纷乱挑战，但经过试验后齐莫得问题了。

　　5天外行走难点在哪？

　　天外行走本领难点有三： 一是天外黔驴技穷； 二是航天员在失重现象也没法用腿行走，主淌若靠手；三是舱外环境十分恶劣，必须使用复杂而可靠的出舱步履系统来克服空间环境的影响，如果出舱步履系统中某个重要部件出现故障，就有可能危险航天员的人命安全。

　　另外，在天外中行行运东谈主体畅通和功课规则有余不同于大地，也有别于舱内，是以要掌合手在天外中的畅通与限定本领，最重要的是让航天员在失重现象下将身体保持在一定的位置，这需要靠手主持住周围的扶手。因此航天员手、手腕和手臂的肌力和耐力十分重要，这就条款航天员在飘零前要加强手、手腕和手臂肌力的锤真金不怕火。

中国航天员站在小机械臂上进行出舱步履

　　天外行行运，航天员大部分时刻是从一个使命位置挪动到另一个使命位置，因此在天外行走中如何灵验地进行身体挪动是一项终点重要的本领。

　　在天外失重环境中搬上路材，环节的是要慢、要讷言敏行、要不慌不忙，同期要限定好我方的身体，不要构兵到任何飘零中的物体，不要快速挪动，不然会产生不消要的旋转……

　　天外行走与在模拟失重水槽中的试验还空幻足计划。在水槽中试验时，由于水的阻力较大，是以航天员作念看成时比较冷静。然则在天外行走中莫得阻力，使航天员作念看成无邪性增强而容易失控。比如，你拧一个螺丝，如使劲太大可能随着旋转。

　　是以在舱外搬上路材和操作时要慢一些。在天外中限定和搬上路材跟在地球上还是不相同的，需要航天员去体验，委果的情况唯有在天外骨子操作中才能体会。

　　6天外行走中的危险

　　于今，天然在天外行走中莫得出现过东谈主员伤一火，但还是际遇了好多危险。其中最危险的一次，即是1965年天外行走第一东谈主列昂诺夫出舱后，因舱外服的截至层发生故障，舱外服饱读了起来，差点没能复返舱内。

　　在天外额外环境下，航天员容易得空间畅通病，曾对天外行走影响较大。1969年3月，阿波罗9号航天员施韦卡特在升起第2天准备出舱时倏得吐逆，这标明他患了空间畅通病。为此，他推迟了出舱时刻，因为如果在天外行走流程中吐逆，吐逆物会飘在头盔内无法管理，并可能被航天员吸入肺中变成严重成果。为了减少空间畅通病的影响，目下航天员一般是在上天后的第三天才天外行走。

　　气闸舱舱门的猛烈径直谋划到航天员的人命安全。1990年7月17日，2名俄罗斯航天员经过量子号气闸舱走出和平号空间站，他们在气闸舱还未有余减压到0时就灵通了舱门。松手在舱门灵通时舱内气体涌了出来，损坏了门的搭钮，终末他们只可通过济急气闸舱关闭了内舱门。

　　最常见的问题大齐与舱外航天服故障谋划。举例，2013年7月16日，意大利航天员帕尔米塔诺在天外行行运由于突遇头盔漏水故障而差点儿被水淹死，其后他使用安全绳才把我方“拉”回了“外洋空间站”气闸舱内舱门。

　　最令东谈主头疼的是东谈主为失实对天外行走所变成的影响。1977年12月20日，定约二十六号航天员格里奇科在气闸舱内辅助罗曼连科进行天外行走。当罗曼连科把头伸出舱门外，身体行将离开空间站时，格里奇科发现他莫得系安全带，并手急眼快地一把拽住了他。骨子上罗曼连科还是系了安全带，只不事其后削弱了。

　　7结语

　　随着东谈主类对天外探索的不断深刻，天外行走不仅成为了一语气地球与天外的重要桥梁，更是杀青天外站建设、爱戴、科研及往常深空探索任务的环节一环。

　　神舟十九号乘组以及往常更多航天员的天外行走步履，不仅是对东谈主类勇气与灵敏的展现，更是科技杰出与东谈主类灵敏的辘集体现。

　　瞻望往常，随着载东谈主登月、火星探伤等深空任务的计划与实施，中国航天员天外行走的要领也将迈得更远。

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