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航天服在真空中的耐用性测试

在未脱离地球时,航天服就必须展现出在太空中的适用性

航天服是航天员在舱外活动期间的生命保障, 因此这种高科技服装在地球上要经历各种严苛测试。在这些测试中,使用人造真空模拟太空中的极端条件。

1961年,尤里·加加林(Yuri Gagarin)成为进入太空的第一人。如今,往返于近地轨道之间似乎已经司空见惯,进出国际空间站 (ISS) 的交通十分繁忙。在起飞前,宇航员要穿上适合舱外活动的特制“穿越”服在真空室中进行训练。

一艘可穿着的迷你宇宙飞船

宇航员只能穿着航天服离开宇宙飞船。由于太空环境存在的致命因素,如太阳辐射、-200 ℃ 到 +100 ℃ 之间的温度波动,人体和物体要受到侵袭性红外线、紫外线、X 射线和伽玛射线的照射。微小的陨石以高速旋转,并在撞击中会发生爆炸。血液会沸腾,肺会在近绝对真空的环境中爆裂。

由于航天服采用复杂的分层设计,能承受巨大的压力并防止这类事情的发生。另外,用于制作防弹背心的特殊织物也能保护航天员免受陨石伤害。铝层或其他反光材料可防止航天员在阳光下体温过高。几层高科技纤维可起到保温作用;气封式密封和高强度层可保持内部压力,防止航天服在真空中膨胀; 集成加热/冷却系统可保持适宜的温度。

在模拟太空条件下测试航天服

航天服的某些部件是专为每位进入太空的航天员单独制造的。其他部件则由成品模块组装并作相应调整。每位宇航员必须学习并了解航天服的功能,并在太空模拟条件下穿着航天服完成高强度训练。

在真空室中模拟太空中的压力水平。在地球附近,超高真空度为 10-7 至 10-12 毫巴。离地球越远的地方,真空度越高,真空度小于 10-12 毫巴。腔体中的压力必须通过超现代真空技术精心生成,压力大约相当于地球上空 40 公里高度处的气压。在此真空环境中的停留时间会让未来的宇航员们切身感受在最小压力下穿着航天服的效果。这是检查航天服是否能真正维持和发挥其重要功能的一种方法。
当航天服无法正常可靠地发挥作用时

航天服一般性能可靠且稳定, 但也会出现一些问题。1965 年,苏联宇航员阿列克谢·列昂诺夫(Alexey Leonov)成为太空中身穿航天服出舱活动的第一人。当他在太空中活动几分钟后想重返飞船时,侥幸躲过了一场灾难。由于内部压力,他的航天服变得僵硬起来, 要重新进入狭窄的气闸舱几无可能。列昂诺夫必须首先打开为此紧急情况安装的减压阀,将氧气从航天服中排出。如果不能快速增加航天服里的压力,列昂诺夫就会面临患减压病的风险。最终,列昂诺夫毫发无损地返回地球。2013 年,欧洲航天局宇航员卢卡·帕尔米塔诺(Luca Parmitano)也同样非常幸运。由于他的航天服冷却系统中有一个泵堵塞,头盔开始漏水。这位意大利人差点在太空中被淹死!幸运的是,他在最后的危机时刻从舱外返回国际空间站,解除了危险。