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对普通人来说,航天员的“太空行走”,或称“出舱活动”是神七飞行的最大看点。但对航天员来说,出舱不仅是重要的科研活动,更是中国载人航天飞行史上前所未有的新风险和新挑战。
据南方日报报道,中国载人航天工程新闻发言人王兆耀24日在酒泉卫星发射中心说,神七任务风险大。因为它除了存在发射和回收这两个高风险时段外,还增加了航天员出舱这个高风险时段。
航天员出舱活动的风险有多大?由中国载人航天工程办公室主办的《载人航天》杂志刊登了一篇题为《国外载人航天出舱活动故障综述》的论文。该论文说,在迄今为止的所有航天员出舱活动中,已经发生过许多出舱事故,但所幸未造成人员伤亡。
论文引用的数据表明,从1965年3月18日苏联航天员列昂诺夫完成首次出舱活动,到2008年4月国际空间站第17长期考察组进行的两次出舱活动,世界各国共有400多名航天员完成了出舱任务。
太空环境恶劣
恶劣的太空空间环境,是航天员出舱活动的首要威胁。例如,在太空,阳光下温度高达120℃,背阴处温度低于零下100℃。大量的宇宙辐射,失重环境下航天员的心理和生理变化,以及航天员与微流星体、空间垃圾可能的碰撞,都是航天员出舱故障的隐患。
航天员的个人因素,也对出舱活动的成败有着重大影响。例如,航天员工作负荷太大或任务过于复杂,使航天员过度劳累,就可能危害航天员的健康,危害载人航天器的安全。另外,如果航天员发生生理或心理障碍,就可能出现对系统监视和操作上的误判断。
灵活又可靠,两难的选择
据广州日报报道,舱外航天服的设计,对出舱活动的成功也至关重要。近年来,航天服工效设计的不完备,给航天员带来不小的麻烦。
舱外航天服又称舱外活动服,由压力服、热和微流星防护服、通风-液冷服、出舱面窗组建和通信头戴等组成。它是航天员完成出舱活动的必要装备,其基本功能为保障恶劣环境下人的正常生存和工作条件,即保障航天服内部的生存环境,使航天员免受空间辐射、真空、高低温等因素的影响并便于操作。
出舱航天服的关键技术之一,是保证航天员的操作灵活性,首先是手的灵活,其次是四肢和腰关节的灵活。
目前在航天服及其系统可靠性方面的难题有:
一、如何使航天手套既能有效地保护航天员的收免受伤害,又能保持手的灵活性和触觉的敏感性。
二、舱外航天服生命保障系统的进一步完善。例如,目前舱外航天服的冷源普遍采取水升华方案,每次出舱活动都要消耗一定量的水。是否可以研制新的非消耗、可再生的冷源呢?
三、出舱航天服研制周期长,结构复杂,价格昂贵,也是不容忽视的问题。
气闸舱也能构成威胁
最后一个方面的问题是,气闸舱设计与操作对出舱活动的影响。气闸舱是载人航天器中航天员进入太空或由太空返回时使用的气密装置。气闸舱是高气压环境与低气压环境之间的一道闸门,也是出舱活动系统的一个重要接口。
出舱活动的航天员在时间、资源、运动和灵活性等方面都受到一定程度的限制,因此气闸舱设计,要充分考虑到为航天员提供方便。
目前,气闸舱的设计主要考虑形状、空间大小、开关模式以及增减压速度等。
有关专家还指出,在所有设计要求中,出舱活动系统的安全性最重要。为保障航天员顺利、高效地完成出舱活动任务,要减小使用中的人为失误,完善出舱活动小的环境测试设备,完善气闸舱的工效设计,完善出舱航天服的使用功能,制定出更系统更完美的出舱活动系统的设计标准。(编辑 张颖)
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