太空行走的定義

太空行走(Walking in space)又稱為出艙活動(dòng)。

狹義：太空行走即指航天員離開(kāi)載人航天器乘員艙，只身進(jìn)入太空的出艙活動(dòng)。

廣義：航天員在月球和行星等其他天體上完成各種任務(wù)的過(guò)程也可以稱為太空行走。

二者的區(qū)別：

狹義的太空行走中，還要考慮到太空的微重力環(huán)境對(duì)航天員人身安全可能造成的影響。太空行走是載人航天的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，是載人航天工程在軌道上安裝大型設(shè)備、進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)、施放衛(wèi)星、檢查和維修航天器的重要手段。要實(shí)現(xiàn)太空行走這一目標(biāo)，需要諸多的特殊技術(shù)保障。

 太空行走的方式

航天員在艙外行走有兩種方式：一種是用早期研制的臍帶式的生命保障系統(tǒng)與乘員艙連接，航天員身穿航天服，航天員所需要的氧氣、壓力、冷卻工質(zhì)、電源和通訊等都是通過(guò)臍帶由“母”載人航天器提供的。由于臍帶不能過(guò)長(zhǎng)，所以航天員只能在“母”航天器附近活動(dòng)，如果航天器走遠(yuǎn)了則容易使臍帶纏繞，像嬰兒那樣“窒息”而死。另一種是后期發(fā)明的裝在航天服背后的便攜式環(huán)控生保系統(tǒng)。航天員出艙后與“母”航天器分離，由于身穿艙外用的航天服，背著便攜式環(huán)控生保裝置，以及太空機(jī)動(dòng)裝置，航天員可到離“母”載人航天器100米遠(yuǎn)處活動(dòng)。實(shí)際上，艙外航天服及便攜式環(huán)控與生保系統(tǒng)是一個(gè)微型載人航天器，它保證人的周?chē)羞m合的壓力，有通風(fēng)供氧，有溫濕度調(diào)節(jié)，使航天員在服裝內(nèi)正常生存，并能進(jìn)行太空作業(yè)。

有人稱載人機(jī)動(dòng)裝置是太空“摩托艇”，因?yàn)樗b有推進(jìn)系統(tǒng)，并能“自由”機(jī)動(dòng)飛行。例如，美國(guó)航天飛機(jī)第10次飛行時(shí)，航天員使用的機(jī)動(dòng)裝置有24個(gè)氮推力器，利用推力器工作，航天員可以進(jìn)行6個(gè)自由度的飛行。載人機(jī)動(dòng)裝置外形像一個(gè)背包，航天員通過(guò)手控器控制其高壓氮?dú)鈴陌惭b在不同部位的推力器噴出，就能改變飛行的速度、方向和姿態(tài)，成為名副其實(shí)的人體地球衛(wèi)星。

太空行走與科技發(fā)展的關(guān)系

“信息”將是新的技術(shù)革命的核心內(nèi)容，故有人曰：二十一世紀(jì)人類(lèi)將步入信息社會(huì)，即后工業(yè)社會(huì)。在信息社會(huì)里“理論知識(shí)的積累與傳播，已成為革新和變革的直接力量”，所以，“新的技術(shù)革命”的實(shí)質(zhì)是“知識(shí)革命”。《應(yīng)用寫(xiě)作》雜志就有專門(mén)討論科技如此發(fā)展的今天才誕生了太空行走這一偉大的歷史壯舉的相關(guān)知識(shí)。

人類(lèi)步入信息社會(huì)，將使人類(lèi)的生活發(fā)生巨大變化。過(guò)去，人們常說(shuō)：“無(wú)知即意味著愚昧和落后”，而將來(lái)必定是“少知即意味著喪失生活的能力”。所以，“知識(shí)”將成為人類(lèi)生活中須臾不可缺少的因素。

知識(shí)的具體表現(xiàn)雖是多方面的，但主要反映在人類(lèi)知識(shí)的積累和傳播方面，卻記載在各種書(shū)籍、資料和文獻(xiàn)之中，這也就是信息的主要表現(xiàn)形式。

現(xiàn)在，世界各國(guó)的科技工作者，就憑借著信息的積累與傳播，向自然界展開(kāi)新的攻勢(shì)，向人類(lèi)生活的更廣闊天地邁進(jìn)!

世界新的技術(shù)革命，對(duì)我國(guó)的科技事業(yè)發(fā)展，產(chǎn)生了巨大影響。姑且不論新的技術(shù)革命是否名曰“第四次產(chǎn)業(yè)革命”或“第三次浪潮”，而科技發(fā)展的現(xiàn)實(shí)，不能不令人感到出現(xiàn)了萬(wàn)紫千紅的景象。過(guò)去，“嫦娥奔月”只是一則我國(guó)古老的神話傳說(shuō);而蘇軾在《前赤壁賦》中寫(xiě)的“浩浩乎如馮虛御風(fēng)，而不知其所止;飄飄乎如遺世獨(dú)立，羽化而登仙”，這也只是詩(shī)人的一種幻想。但今天人類(lèi)終于登上了月球并實(shí)現(xiàn)了太空行走的理想。過(guò)去，被稱之為西方精神文明主要支柱的《圣經(jīng)》中曾寫(xiě)道：上帝創(chuàng)造了天地河海之后又創(chuàng)造了人。據(jù)說(shuō)，耶和華上帝按自己的形象，用地上的塵土造出一個(gè)人，往他鼻孔吹一口氣，有了靈，人就活了，能說(shuō)話，能行走，上帝給他起個(gè)名字，叫亞當(dāng)。以上的記述，我們是不相信的。而今天人類(lèi)能制造出會(huì)說(shuō)話、能行走、能勞動(dòng)的智能機(jī)器人，這確是現(xiàn)實(shí)。現(xiàn)在，由于宇宙飛行的成功和太空科學(xué)接連不斷地取得突破，人類(lèi)對(duì)宏觀世界的探索所取得的成就，使人產(chǎn)生目不暇接的奇景。就是對(duì)人類(lèi)自身的微觀世界的研究，現(xiàn)在也已取得新的進(jìn)展。我國(guó)女科學(xué)家修瑞娟，終于闖進(jìn)微循環(huán)王國(guó)，被世界著名科學(xué)家譽(yù)為“修氏理論”的創(chuàng)造人。

面對(duì)這種情況，我國(guó)已將加速發(fā)展科學(xué)技術(shù)研究工作提到日程上來(lái)了。經(jīng)教育部批準(zhǔn)，為迎接新的技術(shù)革命的挑戰(zhàn)，復(fù)旦大學(xué)技術(shù)科學(xué)學(xué)院正式成立。中國(guó)科技情報(bào)中心即將破土動(dòng)工興建。世界上第一、二、三次工業(yè)革命，均發(fā)生在歐洲，這次新技術(shù)革命，我們國(guó)家將邁進(jìn)先進(jìn)的科技發(fā)達(dá)國(guó)家的行列。

以上所述，頗有離題之嫌，似與科技寫(xiě)作無(wú)關(guān)。然而，已取得的科技成就，正是運(yùn)用“信息”的結(jié)果;而科技發(fā)展的未來(lái)又要靠“信息”才能得以實(shí)現(xiàn)。中國(guó)當(dāng)代的大學(xué)生，是關(guān)系到我國(guó)能否邁進(jìn)世界先進(jìn)科技強(qiáng)國(guó)行列中的一代人。這一代人目前對(duì)“信息”的概念還很淡薄，對(duì)其作用認(rèn)識(shí)尚待提高。“信息”的載體雖然日趨現(xiàn)代化、技術(shù)化，但文字仍是“信息”的主要載體。培養(yǎng)文字的運(yùn)用能力，提高文字的表達(dá)能力的任務(wù)，在高?，F(xiàn)有的課程設(shè)置中，尚極鮮有，故科技寫(xiě)作課將擔(dān)負(fù)起運(yùn)用信息、掌握信息、傳播信息的培養(yǎng)任務(wù)。

太空行走的目的

航天員進(jìn)行太空行走不同歷史時(shí)期其目的不一樣的。當(dāng)1965年3月蘇聯(lián)航天員阿里克謝·列昂諾夫第一次由“上升”2號(hào)飛船飛出艙外時(shí)，其目的有兩個(gè)：一是在載人航天活動(dòng)中進(jìn)行一次技術(shù)性的突破，二是使蘇聯(lián)在航天技術(shù)方面走到了美國(guó)前邊，在全世界產(chǎn)生重大影響。美國(guó)也不甘示弱，同年6月，美國(guó)人懷特在乘雙子星座4號(hào)飛船飛行時(shí)也飛出艙外。從此，出艙活動(dòng)的技術(shù)就為兩家所共有，在這時(shí)人們才談到太空行走的實(shí)用意義。

從多次出艙和登月過(guò)程中的月面活動(dòng)看來(lái)，太空行走的作用和意義是巨大的。其近期的意義與作用是完成太空作業(yè)。例如，修復(fù)載人航天器或其它航天器上的受損部件。美國(guó)人曾通過(guò)太空行走修復(fù)了“天空實(shí)驗(yàn)室”、“太陽(yáng)峰年衛(wèi)星”和“哈勃”空間望遠(yuǎn)鏡。組建空間站。蘇聯(lián)航天員則通過(guò)太空行走修復(fù)過(guò)禮炮號(hào)空間站和組裝、維修和平號(hào)空間站。當(dāng)前正在建造的國(guó)際空間站，更是需要航天員進(jìn)行多次出艙活動(dòng)，才能在軌組裝建成。登月活動(dòng)更是體現(xiàn)了航天員在太空行走和太空作業(yè)的巨大作用，為人類(lèi)進(jìn)入外層空間和其它星球打下了良好的基礎(chǔ)。

太空行走的歷史

1965年3月18日，蘇聯(lián)發(fā)射載有別列亞耶夫、阿里克謝·列昂諾夫的“上升”2號(hào)飛船。飛行中，阿里克謝·列昂諾夫進(jìn)行了世界航天史上第一次太空行走，他在離飛船5米處活動(dòng)了12分鐘， 他離開(kāi)“上升”2號(hào)飛船密封艙，系著安全帶實(shí)現(xiàn)了到茫茫太空中行走。人類(lèi)進(jìn)入太空飛行后，開(kāi)始只在宇宙飛船、空間站或航天飛機(jī)的密封艙里生活。后來(lái)由于空間活動(dòng)的需要，宇航員穿著宇宙服試驗(yàn)到艙外活動(dòng)。列昂諾夫開(kāi)創(chuàng)了地球人類(lèi)太空行走的先例。阿里克謝·列昂諾夫穿著一種新型宇宙服，內(nèi)衣是由通心粉狀的管子盤(pán)成的，管子總長(zhǎng)100米。管內(nèi)流過(guò)的冷水能吸去航天員身上散發(fā)的熱量，并排放到宇宙空間去。在這種內(nèi)衣外再罩上一層一層外套，套上同樣多層的手套，穿上金屬網(wǎng)眼靴子，戴上增強(qiáng)樹(shù)脂盔帽，就能保證到密封艙外安全活動(dòng)了。1965年，蘇聯(lián)航天員阿里克謝·列昂諾夫走出了“上升”2號(hào)飛船，從而成功實(shí)現(xiàn)了人類(lèi)第一次在太空的出艙活動(dòng)。這次太空出艙活動(dòng)使理論付諸實(shí)踐，從此真正打開(kāi)了太空的大門(mén)。

這是一次非同尋常的航行。雖說(shuō)飛船從升空到返回地面不過(guò)26小時(shí)，阿里克謝·列昂諾夫和他的指揮長(zhǎng)別利亞耶夫卻多次在生與死的邊緣徘徊。萬(wàn)無(wú)一失向來(lái)是人類(lèi)探索太空時(shí)的基本準(zhǔn)則，而此次航行遇到的意外之多足以載入吉尼斯世界紀(jì)錄。

蘇聯(lián)太空行走的計(jì)劃實(shí)施得確實(shí)匆忙，因?yàn)槊绹?guó)同時(shí)也在進(jìn)行這方面的研究。出于安全考慮，蘇聯(lián)率先向軌道上發(fā)射了一艘不載人的偵察飛船，以收集太陽(yáng)輻射、高能量粒子流等各種因素將對(duì)航天員身體造成的影響的數(shù)據(jù)。然而飛船在返回地面過(guò)程中卻意想不到地啟動(dòng)了自爆程序，關(guān)乎航天員生命的珍貴數(shù)據(jù)就這樣消逝得無(wú)影無(wú)蹤。

兩位航天員很清楚期待他們做出怎樣的選擇：美國(guó)幾乎已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，雖說(shuō)他們的航天員只是準(zhǔn)備把手伸到飛船外面，但這也將被宣傳為人類(lèi)首次進(jìn)入太空。

飛船剛一起飛就遇到了麻煩，本來(lái)預(yù)定進(jìn)入距地球30萬(wàn)米的軌道，實(shí)際高度卻達(dá)到了50萬(wàn)米。不過(guò)，真正的險(xiǎn)情還在后面。列昂諾夫穿的是一套多層特制宇航服，它不僅能保持恒溫，還有可以支持航天員在太空工作一個(gè)小時(shí)的生命保障系統(tǒng)。地面氣壓訓(xùn)練室只能模擬相當(dāng)于距地球9萬(wàn)米高空的氣壓，而航天員走出飛船時(shí)周?chē)鷦t是真空狀態(tài)。

為了防止宇航服膨脹變形，阿里克謝·列昂諾夫特地在上面系上了許多條帶子。完成太空行走后，他突然發(fā)現(xiàn)因?yàn)橛詈椒l(fā)生膨脹自己已經(jīng)無(wú)法返回飛船了。列昂諾夫果斷地調(diào)低了生命保障系統(tǒng)的氣壓。

阿里克謝·列昂諾夫是頭朝前進(jìn)入飛船的，他這樣做是為確保手中的攝像機(jī)萬(wàn)無(wú)一失，可是關(guān)閉艙門(mén)卻成了一件難事。該艙斷面直徑只有120厘米，而宇航服的高度是190厘米。阿里克謝·列昂諾夫拼命旋轉(zhuǎn)著身體。雖說(shuō)從發(fā)現(xiàn)宇航服膨脹到關(guān)閉飛船艙門(mén)前后不過(guò)210秒鐘，阿里克謝·列昂諾夫所承受的心理和生理壓力卻是難以想象的：他的體重減少了數(shù)公斤，每只靴子里積聚了3升汗水。

1965年6月5日，美國(guó)宇航員懷特也走出雙子星座4號(hào)飛船的密封艙，在太空行走了20分鐘。 完成了目視觀測(cè)、拆卸工作及其他實(shí)驗(yàn)。該飛船上裝有氣閘艙，因此列昂諾夫還是從氣閘艙進(jìn)行出艙活動(dòng)的第一人。

自從載人航天以來(lái)，宇航員已實(shí)現(xiàn)了近百次太空行走。但在1984年以前的60多次太空行走中，宇航員不僅必須穿上特制的宇宙服，而且還要使用安全帶和供給氧、電的“臍帶”與航天器連接在一起，以防在太空中飄走。

1965年6月3日，美國(guó)發(fā)射載有航天員麥克迪維特上尉和懷特上尉的“雙子星座”4號(hào)飛船，繞地球飛行62圈。懷特到艙外行走21分鐘，用噴氣裝置使自己在太空中機(jī)動(dòng)飛行。這是美國(guó)第一次太空行走。懷特乘坐的是雙子星座4號(hào)飛船，該飛船上沒(méi)有安裝氣閘艙，因此是直接打開(kāi)艙門(mén)出艙的。由于雙子星座飛船是乘載兩名航天員，兩名航天員同在一個(gè)座艙內(nèi)，因此當(dāng)懷特打開(kāi)艙門(mén)后，坐在艙內(nèi)的另一名航天員麥克迪維也暴露在宇宙真空環(huán)境中。如果按照蘇聯(lián)的定義，只要航天員暴露在宇宙真空環(huán)境中就算進(jìn)行了太空行走，因此麥克迪維就是“沒(méi)有出艙坐在座椅上進(jìn)行的太空行走”。可惜美國(guó)不承認(rèn)這種定義，因此麥克迪維仍然不能排列在太空行走的航天員名單之內(nèi)。

1984年7月17日，蘇聯(lián)發(fā)射“聯(lián)盟”T12號(hào)飛船升空。船上載有扎尼拜科夫、沃爾克和女航天員薩維茨卡婭，與“禮炮”7號(hào)空間站-“聯(lián)盟”T10號(hào)飛船聯(lián)合體對(duì)接。她于1984年7月25日從禮炮7號(hào)空間站上進(jìn)行了太空行走，她與另一名男航天員一起出艙，25日，薩維茨卡婭和扎尼拜科夫一起進(jìn)行了3小時(shí)35分鐘的艙外活動(dòng)。薩維茨卡婭成為世界上第一位在太空行走的女性。

第一個(gè)在月面上行走的人是美國(guó)的阿波羅航天員阿姆斯特朗，他于1969年7月20日乘坐阿波羅11號(hào)飛船在月面上著陸，第一個(gè)走出登月艙登上月球。他在月面上停留了2小時(shí)31分鐘，與阿姆斯特朗一起的另一名航天員奧爾德林也跟隨其后登上月球，在月球上也待了2小時(shí)31分鐘。

2007年11月3日，美國(guó)航天員帕拉金斯基完成歷時(shí)7個(gè)多小時(shí)的太空行走，成功修補(bǔ)了一塊太陽(yáng)能電池板。由于電池板依然帶電，而且破損點(diǎn)距離工作艙足有半個(gè)足球場(chǎng)遠(yuǎn)，帕拉金斯基要“走”上近一個(gè)小時(shí)，英國(guó)《泰晤士報(bào)》曾評(píng)論說(shuō)這次任務(wù)是美國(guó)航天史上最危險(xiǎn)的太空行走。

太空行走的訓(xùn)練

航天員進(jìn)行太空行走訓(xùn)練(失重訓(xùn)練)主要有兩種方式，一是利用失重水槽，二是利用失重飛機(jī)。

利用失重水槽：

在地面可以用中性浮力水槽產(chǎn)生的漂浮感覺(jué)，模擬訓(xùn)練航天員在失重時(shí)進(jìn)行工作和維修。

利用失重飛機(jī)：

它可以完成拋物線飛行，形成15-40秒的微重力時(shí)間。使航天員感受、體驗(yàn)和熟悉失重環(huán)境，在失重的時(shí)間里可以做各種試驗(yàn)，如吃東西、喝水、穿脫衣服、閉眼與睜眼的定向運(yùn)動(dòng)，甚至可把一個(gè)艙體搬進(jìn)機(jī)艙中，還可以進(jìn)行人在失重的時(shí)間里從艙體爬出來(lái)的試驗(yàn)，訓(xùn)練太空的出艙活動(dòng)。

太空行走的裝備

氣閘艙

航天員在氣閘艙內(nèi)主要是穿艙外航天服和吸氧排氮，氣閘艙是載人航天器中供航天員進(jìn)入太空或由太空返回用的氣密性裝置，是航天員出艙進(jìn)入太空不可缺少的緩沖區(qū)。

作用

·航天員進(jìn)入真空之前，氣閘艙起到適應(yīng)作用

·保證飛船的氣體在艙門(mén)打開(kāi)時(shí)不能全跑掉

結(jié)構(gòu)

·氣閘艙一般有2個(gè)閘門(mén)，一個(gè)與座艙連接叫內(nèi)閘門(mén)，另一個(gè)是可通向太空的外閘門(mén)。

進(jìn)出氣閘艙步驟

·首先將穿好航天服，同時(shí)充分吸氧，一位協(xié)助工作的航天員回到軌道艙并關(guān)閉艙門(mén)。

·航天員出艙時(shí)先走出內(nèi)閘門(mén)，然后關(guān)閉內(nèi)閘門(mén)，把氣閘艙內(nèi)的空氣抽入座艙內(nèi)，當(dāng)氣閘艙內(nèi)和外太空壓力相等時(shí)就可打開(kāi)外閘門(mén)進(jìn)入太空了。航天員返回氣閘艙時(shí)按相反的順序操作，這頗像船過(guò)水閘。

艙外航天服

艙外航天服實(shí)際上是最小的載人航天器，是航天員走出航天器到艙外作業(yè)時(shí)必須穿戴的防護(hù)裝備。

功能

·具有艙內(nèi)航天服所有的功能

·增加了防輻射、隔熱、防微隕石、防紫外線等功能，在服裝內(nèi)增加了液冷系統(tǒng)(液冷服)

·配有背包式生命保障系統(tǒng)。

結(jié)構(gòu)

·主要由外套、氣密限制層、液冷通風(fēng)服、頭盔、手套、靴子和背包裝置等組成。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：采用硬質(zhì)的上軀干，上面裝有雙臂和生命保障系統(tǒng)組件，頭盔與上軀干為一整體，不能跟隨航天員頭部運(yùn)動(dòng)，通過(guò)氣密軸承和一個(gè)自由度的關(guān)節(jié)連接來(lái)保證四肢各關(guān)節(jié)的活動(dòng)性能。有硬結(jié)構(gòu)，也有軟結(jié)構(gòu)部分，是混合式結(jié)構(gòu)，軟的部分采用氣囊和約束結(jié)構(gòu)。外套是由多層防護(hù)材料組成的真空隔熱屏蔽層，具有防輻射、隔熱、防火、防微隕石的功能。氣密限制層是艙外航天服最重要的部分，通常選用無(wú)毒性、重量輕、抗壓強(qiáng)度高、伸長(zhǎng)率小的織物和像膠材料制成，它的作用是保持服裝氣密，限制服裝膨脹，使各大關(guān)節(jié)具有一定的活動(dòng)度。液冷通風(fēng)服穿在氣密限制層內(nèi)，在服裝的軀干和四肢部位有網(wǎng)狀分布的塑料細(xì)管，液體流過(guò)時(shí)可將熱量帶走。此外還裝有通風(fēng)管。頭盔有兩種，均通過(guò)頸圈與服裝連接，一種是面窗可隨意啟閉，在應(yīng)急減壓時(shí)可自動(dòng)或手動(dòng)關(guān)閉并自鎖;另一種是由聚碳酸酯模壓成頭形殼體，平時(shí)不戴，必要時(shí)戴上。頭盔外還有防護(hù)罩和護(hù)目遮陽(yáng)裝置。手套、靴子與服裝通過(guò)斷接器連接，襪子和氣密限制層連成一體，通常有3種型號(hào)供選用。

·氣密限制層是艙外航天服最重要的部分，通常選用無(wú)毒性、重量輕、抗壓強(qiáng)度高、伸長(zhǎng)率小的織物和橡膠材料制成，它的作用是保持服裝氣密，限制服裝膨脹，使各大關(guān)節(jié)具有一定的活動(dòng)度。液冷通風(fēng)服穿在氣密限制層內(nèi)，在服裝的軀干和四肢部位有網(wǎng)狀分布的塑料細(xì)管，液體流過(guò)時(shí)可將熱量帶走。此外還裝有通風(fēng)管。

·背包裝置，又被稱為便攜式生命保障系統(tǒng)，主要由氧源(氣瓶)和供氣調(diào)壓組件、水升華器和水冷卻循環(huán)裝置、空氣凈化組件、通風(fēng)組件、通信設(shè)備、應(yīng)急供氧分系統(tǒng)、控制組件和電源、報(bào)警分系統(tǒng)、遙測(cè)分系統(tǒng)等組成。它能夠?yàn)楹教靻T提供呼吸用氧，并控制服裝內(nèi)的壓力和溫度，清除航天服內(nèi)二氧化碳、臭味、濕氣和微量污染。當(dāng)航天員出艙活動(dòng)時(shí)，將背包裝置與艙外航天服配套使用，可以保證航天員在艙外活動(dòng)長(zhǎng) 達(dá)8-9小時(shí)之久。

機(jī)械臂

由于太空作業(yè)環(huán)境條件的十分苛刻，而作業(yè)的精確要求又極高，因此，在國(guó)際空間站的建設(shè)過(guò)程中，需要使用機(jī)械臂來(lái)幫助或代替宇航員，完成一些微小設(shè)備的運(yùn)輸和安裝任務(wù)。

太空行走的風(fēng)險(xiǎn)

太空行走比較危險(xiǎn)，有5個(gè)因素，一個(gè)是太空的環(huán)境因素，第二個(gè)是氣閘艙的因素，第三個(gè)艙外航天服因素，第四個(gè)機(jī)動(dòng)裝置的因素，第五個(gè)人為的因素。

太空環(huán)境因素

太空處于真空狀態(tài)，沒(méi)有大氣層的保護(hù)，溫度變化很大，太陽(yáng)照射時(shí)溫度可高于100℃，無(wú)陽(yáng)光時(shí)溫度可低于-200℃，同時(shí)存在各種能傷害人體的輻射。為保障航天員在出艙活動(dòng)中能安全、健康和有效地完成任務(wù)，需要有出艙航天服、航天員在艙外乘坐的機(jī)動(dòng)裝置、完成任務(wù)所需的工具、固定航天員身體的設(shè)備及安全帶等裝備。艙外航天服是出艙活動(dòng)中最重要的裝備，相當(dāng)于一個(gè)微型航天器。它將航天員的身體與太空的惡劣環(huán)境隔開(kāi)，并向航天員提供大氣壓力和氧氣等維持生命所需的各種條件。由于宇宙飛船、空間站、航天飛機(jī)這些載人航天器密閉艙內(nèi)的人造氣壓、空氣組成基本與地面相同，因此人體內(nèi)吸有一定量的氮?dú)?，而航天服?nèi)的氣壓較低，僅為大氣壓的27.5%，航天員如果猛然出艙，遇到低氣壓后血液供應(yīng)不上，溶解在脂肪組織中的氮?dú)庥坞x出來(lái)卻不能通過(guò)血液帶到肺部排出而形成氣泡，可能造成氣栓堵塞血管，引發(fā)嚴(yán)重疾病。所以航天員出艙前需要吸取純氧將體內(nèi)氮?dú)馀懦?，以排除隱患。

在太空行走的航天員由于沒(méi)有參照物，無(wú)法分清物體的遠(yuǎn)近大小，并判斷其速度快慢，如無(wú)保險(xiǎn)措施，很容易丟失在茫茫太空中而成為人體衛(wèi)星。所以太空行走需要采取保險(xiǎn)措施——用安全帶將航天員與航天器連接起來(lái)，防止航天員在太空中走失。

為了防止減壓病，航天員在出艙活動(dòng)之前還要進(jìn)行吸氧排氮。生活在地球表面時(shí)，人體受到大氣層的壓力為一個(gè)大氣壓，人體在這樣的壓力下不僅生活正常，與外界氣體交換也正常。但是，如果外界氣壓下降過(guò)大，人體組織內(nèi)的氣體因外界壓力低往外逸出。氧氣是人體需要的，逸到哪里都可以。但氮?dú)馔梭w組織外逸出就會(huì)使人體產(chǎn)生皮膚發(fā)癢、關(guān)節(jié)與肌肉疼痛、咳嗽和胸悶等癥狀。這種從高壓變成的低壓所引發(fā)的病就是減壓病。如果所設(shè)計(jì)的載人航天器乘員艙采用的是接近地面大氣的壓力制度，航天員進(jìn)入航天器內(nèi)時(shí)就不必進(jìn)行吸氧排氮。如果所采用的是半個(gè)大氣的壓力制度(60%氮,40%氧)時(shí)，航天員在進(jìn)入載人航天器之前，就得把體內(nèi)多余的氮?dú)馀懦?，用氧氣代替它。這是因?yàn)樵谝粋€(gè)大氣壓的普通空氣中生活時(shí)，人體中氧氣只占21%左右，而氮?dú)饧s占79%。

航天員到艙外活動(dòng)時(shí)，他身穿的航天服系統(tǒng)中的壓力比艙內(nèi)的壓力要低，目前載人航天中使用的航天服只有低壓航天服，還沒(méi)有研制出實(shí)用的高壓服裝(航天服中的壓力太高，不僅在工程實(shí)現(xiàn)上難度很大,還會(huì)使航天員的運(yùn)動(dòng)和工作操作發(fā)生困難)。所以航天員在出艙(艙內(nèi)采用一個(gè)大氣壓的壓力制度)準(zhǔn)備，穿低壓航天服之前必須把體內(nèi)多余的氮?dú)馀懦?，用氧氣?lái)代替它，其方法就是吸入純氧。這一過(guò)程則簡(jiǎn)稱為吸氧排氮。吸氧排氮還涉及到時(shí)間問(wèn)題，如果航天服內(nèi)的壓力相對(duì)較大，或者說(shuō)它與艙內(nèi)壓力水平接近，而且艙內(nèi)的含氧量大，則吸氧排氮的時(shí)間就短，反之則長(zhǎng)。

歷史上太空行走成功與失敗案例

著名成功案例

Q：太空行走“世界冠軍”是誰(shuí)?

A：俄羅斯的索洛維約夫。他總共進(jìn)行過(guò)16次太空行走，在太空停留時(shí)間總共為77小時(shí)41分鐘。

Q：太空行走時(shí)間極限是多久?

A：在一次太空行走中在太空停留時(shí)間最長(zhǎng)的是兩名航天員赫爾姆斯和沃斯，他們于2001年3月11日從國(guó)際空間站出艙，在太空停留8小時(shí)56分鐘，將近9個(gè)小時(shí)。而美國(guó)航宇局的要求是6小時(shí)，一般航天員在太空停留的時(shí)間是7小時(shí)左右，因此在太空停留8小時(shí)56分已到了太空行走時(shí)間的極限。

著名失敗案例

氣閘艙因素

1993年12月，航天飛機(jī)STS-61上的艙門(mén)出現(xiàn)關(guān)閉障礙，影響航天員的太空行走。

1996年11月，航天飛機(jī)STS-80上氣閘艙的艙門(mén)也出現(xiàn)問(wèn)題，由于艙門(mén)閂啟動(dòng)器被一顆松動(dòng)的螺釘卡住，氣閘艙門(mén)不能打開(kāi)，航天員出不了艙。

艙外航天服因素

1982年11月，在航天飛機(jī)STS-5飛行中，一名航天員由于出艙航天服故障，太空行走被取消。

1984年4月，航天飛機(jī)STS-41C上的航天員遇到“尿污染問(wèn)題”。這次太空行走的主要任務(wù)是維修衛(wèi)星，但由于載人機(jī)動(dòng)裝置?？课恢貌划?dāng)，未能固定住需要維修的衛(wèi)星，維修任務(wù)失敗。

機(jī)動(dòng)裝置因素

國(guó)際空間站的第53次太空行走由于出現(xiàn)設(shè)備問(wèn)題提前結(jié)束。此次出艙活動(dòng)是國(guó)際空間站第九長(zhǎng)期考察團(tuán)的第一次出艙，開(kāi)始時(shí)間是格林尼治時(shí)間2004年6月24日21：56(北京時(shí)間6月25日凌晨5：56)，結(jié)束時(shí)間是22：10(北京時(shí)間6月25日凌晨6：10)，整個(gè)出艙過(guò)程僅耗時(shí)14分鐘22秒。故障原因是航天員麥克·芬克的主氧氣瓶泄壓速度過(guò)快。這是時(shí)間最短的國(guó)際空間站太空行走。

人為因素

1985年4月，航天飛機(jī)STS-51D上的一名航天員，在太空行走中出現(xiàn)人為失誤，他不小心走過(guò)航天飛機(jī)的機(jī)翼，差一點(diǎn)兒不能返回座艙。

2007 年 8 月 15 日，由于發(fā)現(xiàn)宇航服手套出現(xiàn)一個(gè)小漏洞(如右圖)，“奮進(jìn)”號(hào)航天飛機(jī)一名機(jī)組成員當(dāng)天被迫提前結(jié)束太空行走。

神七的太空行走

中國(guó)載人航天工程辦公室新聞發(fā)言人2008年9月12日宣布，神舟七號(hào)飛船任務(wù)實(shí)施期間 ，飛行乘組中1名航天員將出艙進(jìn)行太空行走，并完成有關(guān)空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)操作。

發(fā)射時(shí)間：2008年9月25日晚上9：07-10：27

運(yùn)載火箭：長(zhǎng)征二號(hào)F運(yùn)載火箭

關(guān)注點(diǎn)： 中國(guó)航天員首次太空行走。航天員出艙時(shí)間在神舟七號(hào)發(fā)射后的第二天下午4：30進(jìn)行，航天員出艙選擇在神七在太空飛行的第29圈出艙。

航天員：將搭載3名，2人進(jìn)入軌道艙，其中1名將太空行走。航天員已確定為翟志剛、劉伯明、景海鵬。沒(méi)有女航天員。

太空行走步驟

進(jìn)入軌道艙(即氣閘艙)：

第27圈，兩名航天員進(jìn)入軌道艙，關(guān)閉返回艙艙門(mén)。

穿艙外航天服：

第28圈，兩名航天員互相協(xié)助穿好航天服后吸氧排氮。

泄壓開(kāi)門(mén)：

先將軌道艙泄壓，與飛船外真空狀態(tài)一致，航天員合作打開(kāi)艙門(mén)。

太空行走：

一名航天員穿國(guó)產(chǎn)艙外航天服出艙，另一名協(xié)助。

艙外活動(dòng)：

航天員借艙外扶手等沿軌道艙外壁移動(dòng)，到達(dá)后返回。

科學(xué)實(shí)驗(yàn)：

航天員放飛一顆小衛(wèi)星，用立體相機(jī)近距離為神七拍照。還設(shè)備安裝等操作。

返艙：

航天員回到軌道艙后，關(guān)閉艙門(mén)。

復(fù)壓：

航天員進(jìn)行艙外航天服漏檢，檢漏合格后，軌道艙開(kāi)始復(fù)壓。

脫艙外航天服：

大約第30圈，航天員脫掉艙外航天服。

神舟七號(hào)航天服

神舟七號(hào)航天服全面解析

航天員所穿的航天服按照功能可分為艙內(nèi)用航天服和艙外用航天服。艙內(nèi)航天服也稱應(yīng)急航天服，當(dāng)載人航天器座艙發(fā)生泄漏，壓力突然降低時(shí)，航天員及時(shí)穿上它，接通艙內(nèi)與之配套的供氧、供氣系統(tǒng)，服裝內(nèi)就會(huì)立即充壓供氣，并能提供一定的溫度保障和通信功能。航天員一般在航天器上升、變軌、降落等易發(fā)生事故的階段穿上艙內(nèi)航天服，而在正常飛行中則不需要穿著。

楊利偉、費(fèi)俊龍和聶海勝所穿的就是艙內(nèi)用航天服。而由于神舟七號(hào)要實(shí)現(xiàn)太空行走，執(zhí)行艙外任務(wù)的航天員所穿的艙內(nèi)用航天服將接受更大的考驗(yàn)，所以在研制上需要實(shí)現(xiàn)更多的技術(shù)突破。

艙外航天服是保證航天員安全、有效完成出艙活動(dòng)的重要手段。其基本功能是保護(hù)航天員不受宇宙空間惡劣環(huán)境的影響，并為航天員個(gè)體提供賴以生存的微環(huán)境。隨著載人航天科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，航天員出艙活動(dòng)越來(lái)越頻繁，出艙活動(dòng)的時(shí)間也越來(lái)越長(zhǎng)，對(duì)艙外航天服的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。

艙外宇航服外層防護(hù)材料是其成型的關(guān)鍵所在，它應(yīng)具備艙內(nèi)服所不具備的防輻射、防紫外線、抗驟冷、驟熱等功能。因?yàn)槌雠摰暮教靻T可能會(huì)遇到向著太陽(yáng)的一面是200多攝氏度高溫、背著太陽(yáng)的一面是零下攝氏度的低溫。這種驟冷、驟熱的變化必須要使用特殊的材料及防護(hù)層。

我國(guó)自主設(shè)計(jì)的艙外航天服能使宇航員免受太空微流星體撞傷，并能過(guò)濾一定程度的輻射。

隔熱功能好散熱能力強(qiáng)

為了應(yīng)付極端變化的溫度，大多數(shù)航天服都會(huì)用許多層纖維去隔熱，并再用能夠反射光的布料覆蓋著最外層。在呼吸作用中，每個(gè)人都會(huì)產(chǎn)生熱，因此每當(dāng)宇航員在進(jìn)行工作時(shí)都會(huì)產(chǎn)生大量的熱。如果這些熱不除去，皮膚便會(huì)產(chǎn)生大量汗水并覆蓋著頭盔，宇航員會(huì)因此嚴(yán)重地脫水。

航天服里有風(fēng)扇或水冷式的布料去除過(guò)量的熱。還有一件由一系列的尼龍及彈性人造纖維并由膠管交織成的“長(zhǎng)內(nèi)衣”。由航天服背部或經(jīng)由管道從太空穿梭機(jī)中送出的冷水會(huì)流過(guò)這些膠管除去宇航員制造的過(guò)量的熱。

功能全面的通訊傳遞系統(tǒng)

航天服上有個(gè)纖維罩，包含了免提裝置的通訊用的麥克風(fēng)及喇叭，配合宇航服中的傳輸器及接收器，可以使宇航員與地面控制中心及其他的宇航員通話。

自主動(dòng)力系統(tǒng)

它還能產(chǎn)生助力，使宇航員在太空穿梭機(jī)外能自由行走。在這一方面，美國(guó)的宇航服做的最好。他們的艙外宇航服有以氣體推動(dòng)的操縱桿裝置，每當(dāng)宇航員要向某方向移動(dòng)時(shí)，相應(yīng)位置便會(huì)噴出氣體，使宇航員移動(dòng)。這裝置提供的最高速度為每秒三米。

輸送養(yǎng)料排泄廢物

每次太空漫步都會(huì)維持很長(zhǎng)時(shí)間，而身體會(huì)不斷制造尿液，如果走進(jìn)太空穿梭機(jī)中的洗手間，會(huì)把太多時(shí)間浪費(fèi)在平衡太空穿梭機(jī)與航天服的壓力程序中。因此航天員都會(huì)穿上一塊吸收尿液及排泄物的布。當(dāng)工作完成后，這塊布便會(huì)被棄掉。

航天員需要的食水被放在一個(gè)膠袋中。膠袋可容納1.9公升的食水，由航天員嘴邊的一條小管及飲管連接。膠袋有一個(gè)可放置殼類(lèi)食物棒的長(zhǎng)孔供正在進(jìn)行太空漫步的宇航員進(jìn)食。

每個(gè)人都會(huì)呼出二氧化碳，航天員也不例外。在航天服這個(gè)密封的空間中，如不除去二氧化碳，那它的濃度會(huì)上升至危險(xiǎn)程度，令宇航員死亡。空氣首先會(huì)進(jìn)入一個(gè)裝有木炭的盒子除去臭氣，接著便會(huì)進(jìn)入過(guò)濾二氧化碳的部分，隨后，經(jīng)過(guò)一個(gè)風(fēng)扇，在純化器被除去水蒸氣后再回到水冷系統(tǒng)?？諝獾臍鉁鼐S持在12.8攝氏度，航天服上的轉(zhuǎn)換裝置可提供長(zhǎng)達(dá)7小時(shí)的氧氣供應(yīng)及二氧化碳的去除。

人類(lèi)歷史上最著名的五次太空行走

前蘇聯(lián)宇航員列昂諾夫進(jìn)行首次太空行走

首次太空行走：前蘇聯(lián)宇航員阿列克謝-列昂諾夫。1965年3月18日，英雄的列昂諾夫通過(guò)一個(gè)膨脹的氣密艙完成了這一歷史性的太空行走。人類(lèi)進(jìn)入太空飛行后，開(kāi)始只在宇宙飛船、空間站或航天飛機(jī)的密封艙里生活。后來(lái)由地空間活動(dòng)的需要，宇航員穿著宇宙服試驗(yàn)到艙外活動(dòng)。列昂諾夫開(kāi)創(chuàng)了地球人類(lèi)太空行走的先例。列昂諾夫穿著一種新型宇宙服，內(nèi)衣是由通心粉狀的管子盤(pán)成的，管子總長(zhǎng)100米。管內(nèi)流過(guò)的冷水能吸去航天員身上散發(fā)的熱量，并排放到宇宙空間去。在這種內(nèi)衣外再罩上一層一層外套，套上同樣多層的手套，穿上金屬網(wǎng)眼靴子，戴上增強(qiáng)樹(shù)脂盔帽，就能保證到密封艙外安全活動(dòng)了在首次太空行走的最后階段，列昂諾夫費(fèi)在返回太空船時(shí)遇到了小小的麻煩。最后他不得不放出航天服中的氣體才得以費(fèi)力地進(jìn)入太空船。此后，列昂諾夫又擔(dān)任了“阿波羅-聯(lián)盟”任務(wù)蘇聯(lián)方面的指令長(zhǎng)。

：人類(lèi)歷史上最著名的五次太空行走

美國(guó)宇航員布魯斯首次無(wú)安全索太空行走

首次無(wú)安全索太空行走：美國(guó)宇航員布魯斯-麥克坎德萊斯。1984年2月7日，美國(guó)“挑戰(zhàn)者”號(hào)航天飛機(jī)宇航員麥坎德列斯和斯圖爾特不系安全索離開(kāi)航天飛機(jī)實(shí)現(xiàn)在太空行走，成為人類(lèi)探索太空奧秘的第一批“人體地球衛(wèi)星”。美國(guó)宇航局測(cè)試 “載人機(jī)動(dòng)裝置”(Manned Maneuvering Uni)。通過(guò)載人機(jī)動(dòng)裝置，宇航員得以在空中自由地飛翔。雖然這種裝置僅僅在三個(gè)太空飛船上使用過(guò)，但這一標(biāo)志性照片是最著名的太空行走照片之一。

人類(lèi)歷史上最著名的五次太空行走

美國(guó)首位太空行走的宇航員--懷特

首位太空行走的美國(guó)人：美國(guó)宇航員愛(ài)德華-懷特。蘇聯(lián)人列昂諾夫完成歷史性的太空行走三個(gè)月后，即1965年6月3日，美國(guó)宇航員愛(ài)德華-懷特也實(shí)現(xiàn)了太空行走這一壯舉。在懷特的太空行走任務(wù)中，他還帶有一個(gè)特別的太空手套。該手套漂浮于太空艙外，用于搜撈某些有趣的太空碎片。懷特認(rèn)為他一生中最悲哀的時(shí)刻就是被命令返回太空艙的那一刻。懷特1930年11月14日生于美國(guó)德克薩斯州，1962年被選拔為美國(guó)宇航局第二批宇航員。1965年他參加了雙子星座4號(hào)的飛行，完成了美國(guó)首次太空行走。此后，他被選為雙子星座7號(hào)的替補(bǔ)指令長(zhǎng)，但沒(méi)有參加飛行。1967年，他被指定了阿波羅飛船首次飛行的宇航員。但在1967年1月27日的一次地面飛船封閉訓(xùn)練時(shí)，阿羅波飛船內(nèi)部起火，懷特不幸犧牲，年僅36歲。

人類(lèi)歷史上最著名的五次太空行走

美國(guó)首位太空行走的女宇航員莎麗文

首位太空行走的美國(guó)女性：女性宇航員凱瑟琳-莎麗文。1984年10月，凱瑟琳-莎麗文將音樂(lè)磁帶和隨身聽(tīng)?zhēng)肓颂?。?dāng)被起在太空飛行時(shí)聽(tīng)何音樂(lè)時(shí)，莎麗文回答：“經(jīng)典音樂(lè)和打擊樂(lè)。當(dāng)你在太空艙中漂浮狀態(tài)下準(zhǔn)備入睡時(shí)，不要指望任何抒情歌曲能夠有效果。”莎麗文還認(rèn)為，太空電影《IMAX藍(lán)色星球》中的音樂(lè)最能讓她找回太空行走的感覺(jué)。

5 回復(fù)：人類(lèi)歷史上最著名的五次太空行走

太空行走維修“哈勃”望遠(yuǎn)鏡

“哈勃”維修任務(wù)中的太空行走：美國(guó)宇航員斯托里-馬斯格雷夫。也許，在所有太空行走的宇航員中，斯托里-馬斯格雷夫是最具個(gè)性的一位。為了能夠圓滿完成太空任務(wù)，他愿意頭下腳上地像蝙蝠一樣倒掛睡覺(jué)。他興趣廣泛，擁有六個(gè)學(xué)位，如醫(yī)學(xué)、數(shù)學(xué)以及文學(xué)等。作為歷史上最優(yōu)秀的宇航員之一，馬斯格雷夫于1993年完成了首次“哈勃”首次維修任務(wù)五次太空行走中的三次。他將這種太空行走形象地比喻為“太空芭蕾”。實(shí)際上，“哈勃”維修任務(wù)中的太空行走最能體現(xiàn)太空動(dòng)作的奇妙之處。300多種不同的維修工具和巨型器械，雖然都處于一種無(wú)重力狀態(tài)，但仍然還有一些慣性。在最后一次飛行中，馬斯格雷夫一直呆在飛行甲板上，竟然還站立起來(lái)并面朝前窗而不系任何安全帶。在執(zhí)行了6次太空飛行任務(wù)后，馬斯格雷夫最終離開(kāi)了美國(guó)宇航局。

：人類(lèi)歷史上最著名的五次太空行走

第六次太空行走

經(jīng)歷三年多的準(zhǔn)備工作，肩負(fù)中國(guó)航天員首次出艙活動(dòng)任務(wù)的神舟七號(hào)(神七)飛船，25日晚9點(diǎn)10分由長(zhǎng)征二號(hào)F遙七運(yùn)載火箭點(diǎn)火發(fā)射，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功升空;27日下午4點(diǎn)40分，航天員翟志剛出艙漫游;晚上7點(diǎn)24分裝置在神七飛船的伴飛衛(wèi)星成功釋放;28日傍晚5點(diǎn)37分，神七安全返回地面。