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宇航员的“无缝天衣”

发布人:管理员 发布时间:发布时间:2006-06-05

经过5天成功飞行后,我国第二艘载人飞船"神舟六号",于10月17日凌晨安全返回地面。这一壮举标志着我国在发展载人航天技术、进行有人参与的空间试验活动方面取得了又一个具有里程碑意义的重大胜利。
\    "神舟六号"宇航服在上海科技馆亮相,造价约300万元!在1830平方米的"宇航天地"展区内,最珍贵的展品不是火箭,也不是卫星,而是一套白色的宇航服。据专家介绍,这套宇航服是我国最新款的,也是我国第一套向公众展示的宇航服。它曾经伴随着"神五",伴随着杨利伟进入过太空,而今年秋天宇航英雄费俊龙、聂海胜披着它踏上了"神六"的征程。
    我们常用"天衣无缝"这句成语,来比喻事物完美自然,没有一丝破绽和缺点。现代科学技术的飞跃发展,使这神话中的无缝"天衣"终于问世了,它就是"太空宇航服"。我国"神舟五号"载人宇宙飞船2003年10月15日发射成功,首位进入太空的宇航员杨利伟就身着这样一件"天衣"。这件连体宇航服属舱内宇航服,重量约10千克,是用一种特殊的高强度涤纶做成的,其主色调是乳白色的,局部镶有天蓝色边线。宇航服心脏部位有一个可以拧动的圆形装置,用来调节衣服内的压力、温度和湿度。衣服右腹部处有一根细管,是宇航员的通信工具;左腹部处有两条管路,是给宇航员供氧和排放二氧化碳的设备。
    宇宙航行需要"无缝天衣"
    我们知道,迷人的宇宙太空对于人类来说,又是非常恶劣的环境。那里是一个高度真空的世界,没有可供人类呼吸的空气,也就没有大气压力。那里的温度也非常奇怪,炎热的太阳直接照射的一侧,温度上升很快,而没有太阳照射时,太空温度极低。另外,强烈的宇宙辐射和飞来的太空陨石,也是威胁宇航员生命的巨大危险。一旦宇航员离开了飞船,宇航服外面是真空,宇航服里面有一定的大气压强,就会因膨胀而爆裂。所以宇航服的强度要非常高。宇航员的生命安全,就全靠一身"天衣无缝"的宇航飞行服来保护。
    即使仅仅是舱内宇航服,考虑宇航员在天上飞行的时候,我们的座舱,包括返回舱和轨道舱都是密封的,而茫茫宇宙空间都是真空世界,舱里头保证一个大气压强,和平常的地球一样,但是有可能万一遇到特殊情况,这个舱施压了,宇航员在里面就随时有生命危险,所以他必须穿着宇航服。比如在1971年,苏联宇宙飞船"联盟11号"完成了宇航飞行的实验任务以后,在返回地球的过程中,宇航员心情激动,提前脱下了沉重的宇航服,可是没有想到密封的返回舱有一个阀门发生了故障,刹那间,宇宙飞船舱内空气泄漏一空,宇航员在真空中窒息死亡,酿成宇航史上的一幕悲剧。
    另外,为了保证宇航员的正常生活,宇航服里头得有通氧气和氮气的管道,让宇航员能正常地呼吸,还能把湿气排除。"无缝天衣"是集安全生活和通信要求为一体的复杂系统,同时又要能活动灵活,完成宇宙探险任务。
    层层设防的"无缝天衣"
\    "无缝天衣"宇航服,无论是舱外衣还是舱内衣,都必须严格符合这样的要求:首先要有良好的保暖性能,无论是在高温环境或低温环境,都能使宇航员保持恒温舒适的环境;第二,封闭性能要好,在宇航服中需要充气加压,保持一个大气压强的环境;第三,要求具有防宇宙射线辐射,经受微小陨石打击的能力;最后还要灵活机动,重量要轻,以利于宇航员的行走。除了这些,还要求防火、防胀、防变形,外观还要美观……
    你知道吗,一件登月"太空宇航服",竟有15层之多,真可谓"层层设防",是真正现代科技的"无缝天衣"!从性能看,它主要有以下5道防线:
    第一道为内衣层,要求既轻,又软,还有弹性,能传热,又能透气。内衣层里有一条奇妙的腰带,藏有一套复杂的微型监测系统,负责记录宇航员生理上(心率、体温、呼吸)的各种数据,以及太空服内部的温度、辐射剂量的数据,作为对宇航员的动态监控。
    第二道为调温层,用的是新技术"热管液体调温",在这一层里排列有大量聚氯乙烯细管,管中流有一种液体,通过液体的流动可以调节太空服的温度,效率很高。温度有三个档次可供选择,由宇航员自己控制。
    第三道为加压层,是用特种橡胶制成的密封充气层,充满一个大气压强的空气,因为在宇宙真空中必须防止低气压。
    第四道为约束层,有两个作用,把第三层约束成衣服外形,同时协助最外层抵御微小陨石的袭击。它还有极好的隔热效能,阻止内外热量交流。
    第五道为保护层,利用特殊合成纤维制成的高强度"防弹衣",要抵御像枪弹一样飞来的微小陨石的袭击,又要能吸收宇宙射线的能量。
    在研制"无缝天衣"太空服时,科学家和技术人员花费了大量精力,对各种新材料进行试验,挑选符合要求的材料。最后成功制成了"登月太空服",上面是透明的头盔,加上背上的"旅行背包",总重量有100多千克。
    这个"旅行背包"可重要了,它是一个完整轻便的生命维持系统,后背上的生命维持装置包括氧气瓶、水罐、通风装置以及泵和过滤装置,一个调节空气和冷却水温的调节器以及一组高效银-锌电池。氧气供宇航员呼吸、以及使宇航服内产生通风和压力。在"旅行背包"的下端是一个备用的氧气包和两个球形的氧气罐(在主要装置失灵时,它可提供30分钟的氧气)。"旅行背包"的上端是一个带天线的无线电设备,可以与地面联系。宇航员通过胸部的控制器,控制和调节生命维持装置,这就像按动相机的快门那样简单。     你看,如此复杂的太空宇航服与外界完全隔离,必须绝对是"无缝天衣",如果有一丝缝隙,那将直接威胁宇航员的生命安全!
    最昂贵、最沉重的"无缝天衣"
    世界上最早的这套登月"太空宇航服",是用当时最先进的技术、最优异的材料制造出来的,是世界上最昂贵的服装(它的外表还要镀上一层黄金,目的是反射各种辐射),耗资高达100万美元之上!如果加上研制试验费用,数字更为惊人。
    它还是世界上最沉重的服装,重量达100千克以上,要是在地球上穿上它,你会寸步难行。可是在月球上,它的重量却变成只有近20千克了,因为月球表面的引力只有地球的1/6。在月球上,宇航员自身的体重也只有地球上的1/6,所以宇航员可以在月球上轻松跳跃式地前进。
    随着宇航计划的逐步实施,从1964年人类第一次漫游太空,到1969年美国宇航员在月球迈出第一步,太空宇航服都成功地完成了使命。在后来的几十次太空飞行中,太空服又经过不断改进,成本有所降低,重量也有所下降,它们伴随着宇航员完成了一次又一次的壮举。
    最早的太空宇航服都是预先定做的,根据每个宇航员的身体高矮胖瘦量体制作,费工费时。而且如此昂贵的宇航服,仅使用一次后即送到博物馆展览,实在有些浪费。当航天飞机出现之后,由于宇航员要频繁来往于太空和地球之间,原来定做的加工方式不能适应了。
    现在航天飞机宇航员使用的太空宇航服,已经不是定做的了。它是根据人体的形状,把宇航服分成几部分制作,每部分都有几种型号:从"特大"到"特小"顺序排列,然后成批生产。每个宇航员只要从中选择合身的各部分,重新加以组合,就可以得到一套满意的宇航服。而且宇航服使用以后,可以把它小心地拆卸开来,对各部分认真清洗后,组装起来再次使用,一般使用寿命达15年左右。而目前最新款式的宇航服寿命可达25年,能保证宇航员"外出"25次,每次可在航空器外连续呆6个小时。
    "无缝天衣"宇宙航天服的制作技术,与我们日常生活也有联系,有些新材料可以提高我们的生活质量,比如在保暖衬衫和防寒服中就可以使用,另外在消防服、潜水服、防毒面具和各种密封技术中,都可以大显身手。
    "无缝天衣"太空宇航服,是人类智慧的结晶,为我们人类作出了卓越的贡献,必将载入科技发展的史册。

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