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你知道一件航天服价值多少钱吗美国的超10

  • 来源:本站原创
  • 时间:2021/9/10 12:33:28
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随着神舟十二号飞船的成功发射,身穿飞天航天服的三位航天员将在空间站驻留三个月,并开展多项太空任务。

那飞天航天服在这次任务中将起到什么至关重要的作用呢?

首先,大家以为一件航天服会有多重呢?20斤,50斤还是斤呢?其实一件舱外航天服大约重公斤,相当于两个成年人的重量。不过在太空的微重力环境中,航天服即使穿在身上也感觉不到重量。

航天服分为舱内航天服和舱外航天服。舱内服用于飞船发射和返回过程中航天员的保护。舱外服是航天员出舱工作时的个体防护装备,出舱活动是载人航天的关键技术。

其主要任务包括空间站的建造和维护,航天器的在位释放、补货和维修。舱外服主体部分主要由服装、躯干、航天头盔、压力手套和航天靴四个部分组成。虽然看起来航天服只是穿在身上的服装,实际上并没有想的那么简单。由于宇宙中的环境相当的恶劣,基本上是处于一种真空的状态。

并且温度也相差非常大,太阳照射面的温度可达到多度,而背面的温度则低至零下多度。这就意味着航天服不仅要耐热还要耐寒。另外高强度的太空辐射也是必须要考虑的。

所以制作宇航服的第一难题便是材料的选择,它既要抵抗高温和严寒,又要阻挡各种辐射。

光有特殊的材料是远远不够的,还要十分严格的制造工艺。航天服的作用不仅仅是保命这么简单,关键是航天员需要穿着它在太空中完成各种复杂的操作,因此航天服又不能设计太过厚重,它需要兼具一定的灵活性和可操作性。

所以就要求宇航服材料有一定的柔韧性,以便航天员轻松的完成太空工作。以上种种要求之下,舱外服会足够复杂,并具有一定的强度才能实现以上这些功能。

那航天服设计到底有多复杂呢?我们就以中国的飞天舱外航天服为例,虽然从外表看起来像一件加大码的羽绒服,但是它从内到外分为6层。

由特殊防静电处理过的棉布织组成的舒适层,橡胶质地的气密层,复合结构组成的主气密层,涤纶面料的限制层,实现隔热的隔热层,具有热反射功能的白色外防护层。

外防护层可以说是世界上最贵的布料,需要耐受度以上的温差,还要具备耐磨损和防撞击功能。

舱外航天服研制躯干结构的难度非常大,另外壁厚仅1.5毫米的铝合金要焊接成适合人体的不规则形状,难度可想而知。据介绍,焊接的接口就有6个,且非常容易变形。

科研人员前后花费了两年多的时间才完成攻关。铝合金躯干外壳上布局着各种仪器,包括电控台、气液控制台、组合插座、应急供氧管和电脐带,仅是十几厘米见方的电控台里就有照明、数码管控、机械式压力表等9个开关,

气液控制台里的阀门更是多达20多个,这完全就是把飞船的控制台整个搬到了航天员身上。别说怎么操作了,光是把每个开关的位置记清楚,也不是件容易的事情。

航天服手腕处装有一面小镜子,航天员可以通过镜子查看身上的各种开关。

飞船的大多数功能都要在舱外实现,可以说舱外服就是一个穿在身上的小型飞船。

航天员们平时呆在空间站或者飞船里相对安全些,只要一出舱就要面对死亡。

但是空间站的维护、维修,以及一些暴露的科学实验又需要航天员们出舱做,这时候就需要为他们专门设计制造一套小型的保护装置,这就是舱外航天服。

舱外航天服要为航天员提供足够的大气压力;供应氧气和水;回收分离二氧化碳、水蒸气和其它有害气体;隔绝外部温度并且维持航天员的体温;阻隔危险的宇宙射线;还要能防弹——抵挡微流星的撞击。它就相当于一艘穿在身上的飞船,在保障安全的同时又能灵活操作,因此贵也就在情理之中了。

中国自主制造“飞天”舱外航天服

舱外航天服有多贵?有消息说中国一套飞天舱外航天服的成本大约是0万人民币。

美国现有的4套舱外航天服全是年代设计、90年代初为航天飞机制造的“舱外移动单元(EMU)”,当时每套的成本约万美元,折算到今天大约是1.5亿美元,约10亿人民币!要知道,这个价格并不包含航天服的生命支持系统——也就是舱外航天服背后的那个大背包。

航天服生命支持系统

生命支持系统是舱外航天服的最重要部分,也是区别于舱内航天服的一个主要特征。这个大背包里的设备负责调节内部压力、供应氧气、过滤废气和水蒸气、循环通风、语音和数据通信,还需要监测航天员身体的各项指标。它是如此重要,价格上也绝不便宜,因此许多西方观察家认为加上这套系统之后,当时美国每套舱外航天服的实际价格高达2万美元,相当于今天大约14亿多人民币,跟一艘大型驱逐舰的价格相当。

由此看来,这可是一项大工程,制作难度可以说超过了航空母舰。航天服虽然是批量生产的,手套却是用国际上先进的三维数字扫描技术,为每位航天员量身定做的。

出舱活动主要靠手完成操作,行走和手套必须灵活,同时又得有相当的厚度,以保证气密性和隔热性,这在材料上与工艺上几乎是矛盾的。经过我国科研人员无数次的试验,终于制造出了既安全又灵活的手套。

中国舱外服的手套灵活性国际一流,航天员能够轻松握持直径为25毫米的物体。

另外,飞天航天服头盔的视野比其他同类产品要大,头盔上的摄像头可拍摄航天员出舱操作,两侧的照明灯可照亮服装胸前部分方便航天员在阴暗面操作,一旦服装出现泄露,会有语音报警。

另外,面窗是四层结构,两层充压结构和两层高纯氮气结构,以防结雾,外面是防护面窗和滤光面窗。由此可见,舱外航天服设计是多么的复杂。这样高精尖的技术把许多国家拒之门外。

可以说航天服是一个国家航天实力的重要体现,目前有能力制造航天服的国家只有3个,那便是中国、美国和俄罗斯,但我国只用了美国和俄罗斯一半的时间就成功研制出了飞天航天服。

有人可能认为我们已经学习了他国经验,虽然我们购买过俄罗斯的航天服,但是在制作技术方面,他们进行了严密的封锁,我们根本就无法从中获得任何的技术支持。

至于想从美国那里获取支持,更是不可能。因此,我们知道中国人要想实现自己的飞天梦,只有穿上自己的航天服。

4年7月,我国决定研制舱外航天服。自此,总设计师李谭秋带着一群年轻人上路了。在研制初期,面对生疏的舱外航天服,设计师们不知道从哪下手,当时能查的资料十分有限,引进国外技术需要巨额的资金,不仅如此,一些关键技术用金钱也无法买到。

从材料到各种元器件的设计和性能指标,他们只能一针一线从头开始。虽然他们没有经验可循,但是他们知道要从基本原理和功能要求下手,对于功能的实现,他们只能靠想象和创造,他们将航天服化整为零,把头盔、上肢、躯干、下肢、压力手套和靴子下放到国家几十家配套公司共同攻坚克难。

这套舱外服有很多我们独有的特点,在关节上,科研人员巧妙的利用了仿生结构,关节间必须要灵活,但如果关节灵活,就很可能不够密封。而密封性保证了有可能没有灵活性,这给设计带来了极大的困难。

设计者李志参看了国外无数实例后发现,他们的航天服所用的波纹结构是靠挤压变形,所需力量大,活动起来并不轻松。

一只大虾突然启发了李志,他发现虾的关节不仅灵活,还非常轻盈。最后经过无数次尝试,终于成功了。航天服的肩轴部都采用了虾的结构,比外国同类产品好了很多。

另外,他们对脐带电缆的设计采取了柔性设计方案,其柔软度如同普通的棉布条,远离了传统电缆傻大黑粗硬的弊端,良好的柔软度保证了航天员活动的灵活自如,使走出舱位的宇航员能时刻与飞船保持联系,在全国的共同攻坚克难下,6年6月,第一套航天服总装完成了。

8年6月,舱外航天服经历47个月的艰难孕育,终于完成了测试航天服的研制。美国和俄罗斯用了7到8年的时间。我们遵循严格的研制规律,用47个月就完成了研制任务。

权威部门对航天服的安全进行了严格的验证,我们的自主研发飞天航天服是安全可靠的。

最后问大家一个问题,现在你知道这套飞天航天服价值多少钱吗?

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本文编辑:佚名
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