今年6月17日，我国成功发射神舟十二号载人飞船，将3名航天员送入空间站“天河”核心舱工作生活3个月。在此期间，他们的一项重要任务是进行两次长期太空行走，在车外安装相关设备，并将首次与机械手合作，用机械臂将宇航员运送到车外。如果你在工地附近工作，可能有两个人去作业工地完成任务。
今天，我们邀请国家航天探索技术首席科学传播专家庞志浩，与读者一起聊聊太空行走，尤其是中国的“会飞”舱外太空服。
中国的“飞行”舱外宇航服。
神舟十二号乘员在中性浮力舱中训练。
宇航员“无脚”在太空中行走
Q：能简单介绍一下太空行走的含义吗？
回答：俄罗斯的齐奥尔科夫斯基在《太空旅行》一书中首先提出了科学意义上的舱外活动理念，认为要实现舱外活动，就必须把航天交给航天。机组人员提供舱外太空服、气闸和安全绳。
很多人认为太空行走是在太空中行走，但事实并非如此。因为载人飞船的舱外活动，一是空旷无路可走；另一种是宇航员处于失重状态，不能用脚走路，只能用手、机械臂或载人移动设备移动身体。为了方便航天员出舱活动，舱外特地安装了一些扶手，航天员可以像攀岩一样活动身体。所以这就要求舱外的航天员上身力量比较大，体力应该很好。
因此，太空行走是一种没有脚的“行走”，严格来说应该叫太空漫游。当宇航员在外星行星上旅行时，例如月球表面，这是一次名副其实的太空行走。
太空行走有多种分类方式，例如根据太空活动是否有计划和时间紧迫性分为三类。一是有计划的车辆活动；另一个是计划外的车辆活动；三是应急疏散活动。其中，紧急疏散活动是为了保障载人飞船顺利返回地球或保障航天员生命安全。
根据 EVA 的目的和使命，有四种类型的太空行走。一是车辆活动的验证类型；另一种是集装式的车辆活动；三是维修类车辆活动；四是疏散活动的载荷类型，即实验装置的回收、修复和表面安装、月球岩石样本的采集等。2008年宇航员翟志刚进行的我国首次太空行走是验证型游览，而此次神舟十二号航天员进行的太空行走是装配式或载荷式的。
气闸是宇航员必须通过的门户
问：航天员需要完成哪些准备工作，完成哪些程序？
回答：宇航员在离开太空舱之前必须通过载人飞船上的一个小舱室——气闸舱，否则会带来一系列问题。比如，不仅整个舱内的气体会很快泄漏出去，造成大量的气体浪费，而且由于压差过大，宇航员也会患上减压病。
气闸一般有2个舱口（也叫闸门），一个是与载人大舱相连的内舱口，另一个是可以通向太空的外舱口。宇航员离开舱室时，先打开内舱门进入气闸舱，然后关闭内舱门，逐渐将气闸舱减压至真空状态，再打开外舱门进入太空。当宇航员返回气闸舱时，按相反的方向。顺序操作。
我国“天河”核心舱的节点舱兼作气闸，供今年离舱的航天员使用。它上面有一个出口舱口。天舟二号货运飞船为核心舱运送了两套舱外宇航服中国首次进行太空行走的事，然后由神舟十二号航天员取出并组装在节点舱中。 2022年“问天”一号实验舱发射后，由于舱内装有主气闸，宇航员将改为从主气闸退出。
在气闸舱内，宇航员不仅要穿舱外太空服出舱，还要吸入氧气和氮气。这是因为载人飞船与地面的气压相同为1个大气压，但为了方便移动出舱，舱外宇航服内的气压只有0.3~0.4大气，所以宇航员即使穿着舱外太空服也不能直接出去，否则你还是会得减压病。如果航天员通过气闸在高低压环境之间转换，再加上吸氧除氮，就可以预防减压病的发生。
因此，神舟十二号航天员唐洪波表示，整个退出程序非常复杂，专业知识和操作技能非常复杂，信息量巨大。宇航员在离开太空舱前要准备很多天，在起飞当天还要准备好几个小时才能打开舱门执行任务。
身着液冷服的中国航天员准备进入低压舱进行训练。
舱外宇航服是太空行走的关键保障
问：舱外宇航服必须具备哪些功能？
答：由于太空环境非常恶劣，宇航员出舱时必须穿出舱宇航服，使宇航员的身体与太空恶劣的环境隔绝，为宇航员提供同等的地面环境。
舱外太空服相当于微型载人飞船。技术非常复杂，是一个国家载人航天实力的重要体现。它由服装、头盔、手套和太空靴等组成，其中最复杂的是服装，它由多层组成。最内层为内衬和集尿装置；内衬外面是液冷通风层，用于散热；液冷通风层外面是产生一定压力的增压空气衬里；扩展限制层；限制层外为保温层，以应对舱外较大的温差；最外层为保护层，由多种纤维复合织物制成，具有良好的柔软性、抗穿透性、耐磨性、耐高温、耐燃烧、耐腐蚀，以及抗辐射功能和连接接口其他设备。
舱外宇航服的头盔由头盔外壳、面窗结构和衣领等部件组成。头盔外壳所用材料具有强度高、抗冲击等优点。离开机舱前，应在头盔面窗内侧喷洒防雾剂。手套通过腕环与服装相连，靴子由压力靴和舱外热防护靴组成。
舱外宇航服背面配备便携式生命维持系统，可提供维持生命所需的氧气和其他条件。如果太空行走时间较长，舱外太空服应配备饮水袋。饮水管旁边还有一个用来放置食物棒的长孔，宇航员只要张开嘴就能吃到美味的棒状食物。
“飞行”EVA套装更灵活
问：我国“飞天”长荣有什么特点？
回答：2008年我国太空行走第一人翟志刚穿的“飞行”舱外宇航服，重120公斤，高2米，配备1.30米高生命支持系统该背包可支持至少4小时的出舱活动，可重复使用5次以上，价值超过3000万元。
从里到外分为6层：舒适层、备用气密层、主气密层、限制层、保温层、外保护层，具有防辐射、调温、调压等功能，和完整的生命支持系统。衣服的四肢配有调节带。通过调整上臂、前臂和下肢的长度，身高1.60~1.80米的人都可以穿上这套西装。最外层的保护材料可以承受±100°C左右的温差。
外壳为铝合金薄壁硬质结构，厚度1.5mm，抗压能力120kPa以上。能承受地面运输、火箭发射时的震动，还可以连接服装的每个部分，可以承受整个服装120公斤的质量。
“飞”出舱服采用整体拟人半刚性密封结构（躯干为刚性结构，四肢为软性结构），背部采用铰链门式穿脱机构；采用闭环不再生型环控生命保护系统，由高压氧瓶供氧中国首次进行太空行走的事，采用40kPa纯氧压力系统，主要采用水升华技术实现主动热保护；遥测及控制系统参数和语音信号可以通过“脐带”方式有线下载或通过遥测设备无线下载；可以通过车载“脐带”模式供电，也可以通过服装电池自主供电。
指尖只有1层气密层来保持触摸，其余手指有2层真空屏蔽绝缘层。手套背面配有可折叠的热保护套，既能提高手指的热保护能力，又能保证手指的关节活动度。手套的握把部分带有防滑凸块橡胶。
重而不笨拙，动作灵活是“飞行”舱外服的一大特点。它巧妙地利用了仿生结构，使关节活动更加自如。上下肢各关节均采用气密轴承，使航天员的手脚可以随意转动，严密保证气密性。背包是宇航服穿着和退出的密封门。背包内装有舱外太空服救生设备，背包外壳下端装有备用氧气瓶。背包闭合是通过拉紧电缆并操作闭合手柄来完成的。
“飞天”EVA升级版即将亮相
Q：能否详细介绍一下“飞行”EVA在电子设备上的特点？升级后的“飞行”舱外服有哪些改进和升级？
答：“飞天”EVA头盔的视野比其他同类产品大；头盔上装有摄像头，可以将宇航员拍出舱外；每侧有1个灯，可以照亮衣服的胸部，方便宇航员在暗面操作；两侧有报警指示灯，当舱外服泄漏时会闪烁报警，还有语言报警。它的面窗有4层：内两层为加压结构，即两层之间填充高纯氮气和防雾剂，外面是保护面窗，最外层是金-镀过滤面窗口。光的低折射率可防止阳光直接照射人眼。
躯干外壳配备：电控台、气液控台、气液组合插座、应急供氧管、电脐带。仅有十平方厘米的电控台内有照明、数字控制、机械压力表等9个开关，中文字典大小的气液控台内集成了20多种阀门。
舷外通信分为无线和有线两种方式。它们是彼此的备份，但无线通信是主要方法。有线通讯是通过连接宇航员腰部左侧8米长的“电脐带”实现的，用于传输宇航员的生理参数，也可以直接与地面通讯。里面有很细的钢缆，不仅可以提供备用通讯或能量，还可以起到一定的安全保护作用。但主要依靠一长一短两根橙色的安全绳，钩子从外衣胸甲的右下方突出来保证安全。它们里面有弹簧，可以拉到3米长，承受1吨的拉力。我国设备可保证2～3倍的安全余量。
在电控系统中，“飞”舱外服全部采用数字信号处理，显示屏采用最先进的有机发光显示技术，使显示屏更大、更薄、更省电、更高效耐高低温，显示色彩更艳丽。
据悉，神舟十二号航天员将穿着经过大量改进升级的“飞行”舱外服。支持更长的 EVA、更多的重复次数和更灵活的关节。舷外服的整体性能、可靠性和舒适性得到了进一步的提升。舷外服的操作动作和信息识别更快更准确，科技感更强。同时具有中国审美。
神舟十二号航天员刘伯明说：“我很期待站在机械臂末端面对整个宇宙的那一刻。随着机械臂摆动，会有一种飞翔的感觉。”的确，我们每个人都很期待那一刻。
掌握太空行走需要在水箱中训练
Q：最后能介绍一下掌握太空行走技能的训练方法吗？
A：太空行走技术非常复杂，需要大量训练才能掌握。分为技能训练和任务训练。前者是让宇航员学习如何穿上和脱下舱外活动的宇航服，掌握太空行走过程中的撤离和控制身体和动作的程序；后者是学习如何完成EVA的任务。
除理论学习外，航天员主要在舷外程序训练模拟器、中性浮力舱和低压舱三种设备上操作舱外宇航服和气闸舱舱外相关设备。培训和舷外程序培训。最重要的是在水箱中训练，因为这种方法可以为宇航员提供一个模拟失重的训练环境，所以是最有效的训练方法。
我国航天员中心的中性浮力罐呈圆形，直径23米，深10米，亚洲最大。坦克训练时，需要调整宇航员坦克训练服上的铅重，使宇航员既不上浮也不沉到底部，从而模拟失重环境的运行效果，但还是有些不同。来自车外的实际操作。 .
坦克内部有一个1:1的核心舱模型。通过中性浮力舱训练，宇航员可以体验和掌握模拟失重状态下身体的运动和姿态控制，以及离开舱室的特点、方法、技巧和技能，包括开闭门、出舱和进舱。 、出舱行走、出舱作业、安装新设备、维修更换零件等。一个出舱活动的操作动作一般要在水槽中练习几十次。
由于太空行走主要是徒手“行走”，神舟十二号机组加强了体能训练、上肢力量训练和核心力量训练。宇航员在坦克训练时，要穿上200多公斤的坦克训练服，在水下训练了好几个小时，初次训练后宇航员甚至连筷子都拿不动。此外，男女航天员的训练标准相同。王亚萍和两位女航天员一开始也面临着巨大的挑战，但经过训练，她们都没有问题。所以今年和明年，我国第一个太空行走的女航天员可能会出来。
中国宇航员穿着舱外宇航服在一个模拟失重的中性浮力罐中进行任务训练。
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