艙門開啟,現(xiàn)場工作人員小心翼翼抬出一套銀白色戰(zhàn)袍——這套編號為B的“飛天”艙外航天服,價值高達(dá)3000萬元,剛剛結(jié)束了四年的太空征程。這是中國首次完整將從空間站返回的艙外服帶回地面。
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以往,這些完成任務(wù)的艙外航天服只有兩種命運:要么留在空間站“養(yǎng)老”,要么隨廢棄艙段墜入大氣層化為灰燼。神舟二十號這次“破例”帶回,背后遠(yuǎn)不止是“省錢”那么簡單。
航天服返回的不尋常之路
神舟二十號的任務(wù)并非一帆風(fēng)順。按原計劃,它應(yīng)在2025年搭載航天員返回地球。然而,返回前飛船舷窗出現(xiàn)了三角形貫穿裂紋,初步判定是空間碎片撞擊所致。
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為保障航天員安全,任務(wù)指揮部做出一個大膽決定:指令長陳冬率領(lǐng)乘組換乘神舟二十一號飛船,于2025年11月14日率先返回。神舟二十號則以無人狀態(tài)在軌待命,直到2026年1月19日才攜航天服與實驗樣品下行。
這種“騰籠換鳥”的操作,成為中國航天史上首次太空應(yīng)急行動。飛船在軌總時長約二百零四天,刷新了我國在軌飛船運行紀(jì)錄。
此次返回任務(wù)的最大亮點,就是讓百公斤級的艙外服B搭上了“順風(fēng)車”。過去不帶回航天服,核心制約是返回艙運力有限。載人返程必須優(yōu)先保障航天員安全,騰不出空間裝如此龐大的裝備。
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空間站宇航員向航天服告別
這套被帶回的艙外服B堪稱“功勛老兵”。它于2021年隨天舟二號貨運飛船升空,四年間被十一名航天員接力穿戴,執(zhí)行了二十次出艙任務(wù)。
這套航天服的設(shè)計壽命原本是“在軌貯存3年,出艙使用不超過15次”。而通過科研團(tuán)隊的動態(tài)健康評估體系,它不僅超期服役,還創(chuàng)下了“4年20次”的出艙紀(jì)錄,成為我國空間站首套實現(xiàn)延壽目標(biāo)的艙外服。
艙外服B的造價高達(dá)3000萬元,但它遠(yuǎn)非普通防護(hù)服。專家形容,它本質(zhì)上是一艘“穿在身上的微型航天器”。
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它的六層結(jié)構(gòu)各司其職,1.5毫米厚的鋁合金軀干布滿設(shè)備。背部的生命保障系統(tǒng)復(fù)雜程度驚人,巴掌大的電控面板上擠著九個開關(guān)與壓力表,相當(dāng)于把飛船控制臺直接“穿”在了身上。
太空中,航天服要應(yīng)對向陽面120℃的高溫炙烤與背陰面零下100℃的極寒速凍。它的關(guān)節(jié)設(shè)計借鑒了小龍蝦身體結(jié)構(gòu)的仿生學(xué)原理,讓航天員在充氣后僵硬的狀態(tài)下仍能靈活作業(yè)。
與中國航天服技術(shù)的穩(wěn)步推進(jìn)形成鮮明對比的是,美國正深陷“航天服荒”。國際空間站僅靠四套四十年前生產(chǎn)的“古董貨”苦苦支撐。
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美國航天服
NASA新一代xEMU艙外服的研制計劃一再推遲,預(yù)算從2.5億美元暴漲至10億美元,最新消息稱可能延宕至2030年才能交付。航天服技術(shù)之難,可見一斑。
艙外航天服是一個充滿悖論的“反人性”設(shè)計:既要滴水不漏,又要保證活動自如;既要輕便到能背負(fù)出艙,又要塞入維持8小時生存的全套裝備。
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以二氧化碳處理為例,地面用活性炭即可,太空中卻需氫氧化鋰藥板。而這類材料遇潮即廢,人體呼吸又自帶水汽,僅攻克吸濕材料這一難題,工程師就進(jìn)行了上千次測試。
航天服帶回的深層意義
這套“功勛服”被帶回地面,最直接的目的就是進(jìn)行拆解分析。中國航天員科研訓(xùn)練中心的李金林表示:“下行后,我們會出相關(guān)方案進(jìn)行拆解,之后進(jìn)行相關(guān)檢測。分析這套服裝服役這么長時間后,它的短板在哪里。”
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地面實驗室無法模擬太空的長期侵蝕。真空、輻射、劇變溫差、微重力和原子氧侵蝕五位一體的復(fù)合環(huán)境,難以在地面完全復(fù)制。這套服過四年的航天服每一處磨損都是優(yōu)化的密碼。
研究人員可以通過關(guān)節(jié)處的磨損痕跡,反推失重環(huán)境下抓握的真實受力模型。頭盔面罩上的細(xì)微劃痕,記錄著太空微塵撞擊的實際密度。生命保障系統(tǒng)的傳感器日志,還原了在軌運行期間每一秒的性能數(shù)據(jù)。
這些核心數(shù)據(jù)對登月服的研制具有重大價值。中國航天員科研訓(xùn)練中心張萬欣明確指出:“這個工作對于登月服的研制是非常有價值的。無論是從設(shè)計、生產(chǎn)還是實驗驗證等方面,都可以有不同的技術(shù)借鑒。”
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中國目前公開的登月服
月球環(huán)境比近地軌道惡劣許多。月塵鋒利如玻璃渣,極易卡死機(jī)械結(jié)構(gòu);輻射強(qiáng)度倍增;晝夜溫差高達(dá)300℃;還有1/6的低重力環(huán)境,這些都對航天服提出了更高要求。
艙外服B帶回的實測數(shù)據(jù),直接左右著登月服的改進(jìn)方向。譬如,若發(fā)現(xiàn)某密封圈在極端溫差下產(chǎn)生肉眼難辨的微裂紋,登月版便需更換更耐候的材料。若背包散熱效率長時運行后衰減,月面服就必須擴(kuò)充散熱面積。
中國已計劃在2030年前實現(xiàn)載人登陸月球。登月服自2020年啟動研制以來,聚焦復(fù)雜環(huán)境綜合防護(hù)、人服能力提升,以輕量化、小型化、高安全可靠為目標(biāo),突破了多項關(guān)鍵技術(shù)。
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此次帶回的航天服,為登月服研制提供了不可多得的實物樣本。每一個微小細(xì)節(jié)的修正,都可能在未來月球征途中挽救航天員的生命。
中國航天能力的全面提升
神舟二十號成功帶回航天服,標(biāo)志著中國載人航天能力實現(xiàn)重要躍升。中國航天已從“能去能回”,進(jìn)階到“能帶東西回來、還能帶對東西回來”的新階段。
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此次任務(wù)驗證了無人返回飛船運輸大件貴重裝備的可行性,為后續(xù)空間站物資回收提供了新路徑。這種能力對未來空間站運營和深空探測具有重要意義。
在軌健康評估體系和延壽使用標(biāo)準(zhǔn)的建立,使中國航天服技術(shù)實現(xiàn)了從跟跑到并跑的跨越。第一批次艙外服已支撐46人次出艙,創(chuàng)下單次出艙9小時的國際紀(jì)錄。
更值得關(guān)注的是,中國空間站艙外服隊伍已完成新老交替。2025年7月,天舟九號貨運飛船已為空間站送去兩套升級款艙外服D和E,直接把B服的延壽成果轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。
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這套“功勛服”背后還留有多位航天員的簽名,凝聚著航天人代代接續(xù)奮斗的精神。未來完成科研使命后,它很可能與公眾見面。
月球表面的環(huán)境比近地軌道兇險數(shù)倍:輻射更強(qiáng)、溫差高達(dá)300攝氏度、月塵如玻璃渣般鋒利。艙外服B帶回的實測數(shù)據(jù)將成為登月服改進(jìn)的羅盤,每一個微小細(xì)節(jié)的修正都可能在未來月球征途中挽救航天員的生命。
科研人員將拆解分析這套功勛服,評估其每一處磨損與老化痕跡。這些來自太空的真實數(shù)據(jù),無法被地面實驗室模擬。
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未來,當(dāng)中國航天員踏足月表時,他們身上登月服的技術(shù)基因中,必將流淌著這套“飛天”艙外服B的貢獻(xiàn)與犧牲。
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