“哇,這外邊太漂亮了!”2021年7月4日,中國(guó)航天員劉伯明穿著潔白的艙外航天服,第一次從中國(guó)空間站探出身子,眼前的地球美景讓他忍不住喊出聲。
可你知道嗎?就在他說(shuō)出這句話(huà)的瞬間,身上那套看似普通的“白外套”正在對(duì)抗著零下157攝氏度的極寒和太陽(yáng)直射下121攝氏度的高溫,阻擋著比子彈還快的宇宙微流星,還要維持著適合人類(lèi)生存的微小環(huán)境。
這套裝備價(jià)值高達(dá)3000萬(wàn)元人民幣,相當(dāng)于20輛豪華跑車(chē)摞在一起的價(jià)格。而更讓人驚訝的是,當(dāng)航天員結(jié)束任務(wù)返回地球時(shí),這套天價(jià)裝備卻要永遠(yuǎn)留在太空——這到底是咋回事兒呢?
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天價(jià)裝備值在哪? 艙外航天服貴,真不是廠家亂開(kāi)價(jià)。它壓根兒不是普通衣服,而是一艘包裹全身的微型宇宙飛船。 當(dāng)航天員走出空間站,迎接他的是個(gè)“三無(wú)世界”:無(wú)氧氣、無(wú)氣壓、無(wú)溫度調(diào)節(jié)。
太空的真空環(huán)境能讓人的血液在10秒內(nèi)沸騰,強(qiáng)烈的宇宙輻射幾分鐘就能灼傷皮膚,更別提那些以每秒30公里亂竄的微流星顆粒——比戰(zhàn)場(chǎng)上的子彈還快10倍。 要對(duì)抗這些“死亡威脅”,航天服得變成超級(jí)鎧甲。
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從里到外整整六層結(jié)構(gòu):貼身是帶通風(fēng)管道的液冷層,像內(nèi)置空調(diào)似地吸汗散熱;中間是密封氣囊和尼龍防彈層,既充氣加壓又防撞擊;最外面是鍍鋁的隔熱反射層,能把太陽(yáng)輻射“彈開(kāi)”。
這還沒(méi)算上背上那個(gè)大背包,里面裝著氧氣瓶、二氧化碳過(guò)濾器、通信設(shè)備,整個(gè)就是濃縮的生命保障系統(tǒng)。 最精密的要數(shù)手套,每副手套都得按航天員的手型三維掃描定制,指關(guān)節(jié)藏著滑輪和弦線(xiàn)系統(tǒng),讓戴著厚手套的手指也能靈活抓握。
當(dāng)年中國(guó)科研人員為造出合格手套,試驗(yàn)材料堆滿(mǎn)整間實(shí)驗(yàn)室,最終讓航天員能穩(wěn)穩(wěn)抓住25毫米粗的物件:相當(dāng)于在地面戴著棉手套撿起一根鉛筆。
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2008年神舟七號(hào)任務(wù)結(jié)束后,翟志剛穿過(guò)的首套國(guó)產(chǎn)“飛天”航天服隨軌道艙墜入大氣層化作流星。地面控制中心里,親手設(shè)計(jì)它的工程師們望著屏幕紅了眼眶。
但科學(xué)決策從來(lái)不講感情,留下這套3000萬(wàn)的裝備實(shí)屬無(wú)奈之舉: 回家“車(chē)票”太貴,艙外服重達(dá)120公斤,比兩個(gè)成年男子還沉。
飛船返回艙空間比家用轎車(chē)后備箱還小,塞進(jìn)三個(gè)航天員已顯擁擠。多帶件“行李”得增加幾百公斤燃料,成本可能比航天服本身還高,這筆賬怎么算都劃不來(lái)。
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新一代航天服設(shè)計(jì)壽命達(dá)3年15次出艙,留在空間站能繼續(xù)服務(wù)后續(xù)乘組,國(guó)際空間站那四套美國(guó)航天服更夸張,從1980年代用到現(xiàn)在,超期服役近三十年。
這些“老爺服”近年頻出故障,2013年意大利航天員差點(diǎn)因頭盔漏水窒息,卻因沒(méi)有替代品還得修修補(bǔ)補(bǔ)接著用。
在太空“走過(guò)場(chǎng)”的航天服可能沾染宇宙輻射或變異微生物。曾有研究發(fā)現(xiàn),在太空暴露過(guò)的設(shè)備表面附著的地球細(xì)菌會(huì)基因突變。為防這些“外星訪客”混進(jìn)返回艙,最穩(wěn)妥的辦法就是讓航天服永遠(yuǎn)留在軌道上。
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全球能獨(dú)立造艙外航天服的只有三家“店鋪”:中國(guó)、美國(guó)、俄羅斯。但三家“掌柜”的經(jīng)營(yíng)策略大不相同。
中國(guó):2008年首套“飛天”亮相,2021年第二代升級(jí)版已支持女性航天員出艙。王亞平穿著特制“黃金圣衣”漫步太空時(shí),頭盔鍍金層反射著陽(yáng)光,背后是科研團(tuán)隊(duì)將壽命從2年5次提升到3年15次的技術(shù)跨越。
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美國(guó):現(xiàn)役航天服還是冷戰(zhàn)時(shí)期的老古董。1974年制造的18套只剩4套能用,NASA想造新的卻遇尷尬:2009年立項(xiàng)的新款研發(fā)十年燒掉2億美元仍未交付,導(dǎo)致重返月球的“阿爾忒彌斯計(jì)劃”屢次推遲。
俄羅斯:走的是“勤換少造”路線(xiàn)。1997年后分兩批生產(chǎn)48套“海鷹”航天服,相當(dāng)于給空間站備足“工作服”。這些五代裝備像俄羅斯套娃般可拆解組裝,肘關(guān)節(jié)壞了換關(guān)節(jié),手套破了換手套,大大延長(zhǎng)使用壽命。
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中國(guó)新一代“飛天”服通過(guò)仿生關(guān)節(jié)提升靈活性,顯示屏換成更省電的OLED彩屏;NASA雖受挫于整服研發(fā),卻開(kāi)發(fā)出模塊化手套系統(tǒng),3D掃描航天員手掌后72小時(shí)就能打印出定制手套。
而商業(yè)航天帶來(lái)新思路,SpaceX的炫酷白色艙內(nèi)航天服引發(fā)熱議,但專(zhuān)家指出那只是“簡(jiǎn)化版”,應(yīng)付不了艙外極端環(huán)境。
真正的突破可能在材料領(lǐng)域,清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)正試驗(yàn)碳納米管紡織材料,未來(lái)航天服或許能像運(yùn)動(dòng)服般輕便,還自帶損傷自愈功能。
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留在太空的那些“飛天戰(zhàn)袍”,它們從未真正消失。當(dāng)神舟七號(hào)軌道艙載著首套國(guó)產(chǎn)航天服墜入南太平洋,北京航天城里新一批面料正在激光切割機(jī)下成形;國(guó)際空間站里修補(bǔ)了三十年的美國(guó)航天服退役后,將和空間站一起完成最后的壯烈燃燒,把最后的光熱奉獻(xiàn)給人類(lèi)航天事業(yè)。
或許某天,當(dāng)我們?cè)诓┪镳^見(jiàn)到功勛航天服,會(huì)想起它們漂泊太空的兄弟姐妹。這些用金錢(qián)和技術(shù)堆砌的“天價(jià)華服”,承載的不僅是航天員的生命安全,更是人類(lèi)走向深空的勇氣與執(zhí)著。聊到這吧,下次接著聊。
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