舱外航天服有多重要？航天员出舱6小时全靠它保命，还不耽误排尿

北京时间2021年11月8日1时16分，经过约6.5小时的出舱活动，神舟十三号航天员乘组密切协同，圆满完成出舱活动全部既定任务。航天员翟志刚、王亚平着“飞天”舱外航天服安全返回天和核心舱，出舱活动取得圆满成功。

此次是空间站阶段第三次航天员出舱活动，是神舟十三号航天员乘组首次出舱活动，也是中国航天史上首次有女航天员参加的出舱活动。并且，王亚平身着的舱外航天服还受到特殊关注。因为该新款舱外服有特殊设计：与其他舱外服不同，新款舱外服有国旗上星星的颜色，使得不少人误以为可以通过航天服区分航天员。但真正重要的是航天服关系着宇航员的生命，所以舱外航天服的作用才是我们需要关注的重点。

其实太空虽然空旷，但远没有我们想象的安全。因此，航天服就成了保障航天员在外太空中生存的重要设备。不过从实际用途上，一般要分为舱内航天服和舱外航天服。但舱内航天服主要用于发射段、返回段，用于保证航天员在座舱失压情况下的生命安全。所以在出舱活动中，舱外航天服就成了航天员的主要保障。因此我们也可以猜到，舱外航天服的设计必然与复杂多变的宇宙环境息息相关。

首先，太空中温度极低。低到什么程度？其平均温度为零下270度左右。要知道航天员体温一般保持在37度，而人体温度一旦低到14度，就离咽气儿不远了。其次，太空中遍布各种宇宙射线，而且很大一部分来自太阳，脉冲星这样的狠角色，所以这些射线极其危险。一旦受到照射，将直接作用于细胞中的DNA。会破坏DNA结构，造成细胞死亡或癌变，直接威胁航天员的生命。

而太空中的真空环境更加危险，这是因为在地球上到处都存在空气。这些空气受到地球引力的影响，对我们周围的环境产生了压力，也就是气压。因此为了平衡大气压，我们的身体内部也存在一定压力，并与大气压相互抵消。这也就意味着当航天员处于真空环境时，外界的超低压力将无法平衡体内压力，最终使航天员的身体，膨胀，沸腾然后爆炸，就像气球一样。

例如在1971年，三名苏联宇航员在他们返回地球的时候，由于返回舱漏气，使得其内部气压，在仅仅34秒内就降低至接近真空的程度，此时的宇航员就相当于暴露在了太空之中。由于人体内的气压已远远大于周围环境的气压，所以宇航员肺里的气体迅速膨胀将肺撑破。此外，耳膜也被撑破，包括血液在内的所有体液变得沸腾，剧烈汽化。三名宇航员在40秒内就全部死亡，但如果他们穿了宇航服可就是另一个结果了。

除此之外，太空中还有很多垃圾，例如小石子什么的。千万不能小瞧这些石子的威力，因为它们的速度比子弹还快。因此为了保护航天员在出舱时的安全，舱外航天服就必须拥有许多功能，例如防辐射，保持温度，保持压力等。

1931年，苏联科学家研制出世界上首套航空全压服样机SH-1，这套服装无活动关节，但在余压条件下人不能活动和工作。之后又陆续研制出具有活动关节的SH-2型和其他改进型，到1940年推出SH-7。SH-3型全压服是第一款允许穿着者具备足够行动能力的全压服，并在1937在12千米海拔高度进行飞行测试。

但第一次用于出舱行走的航天服依旧存在设计缺陷，当时的苏联宇航员列昂诺夫在返回舱室时，其身着的航天服因压力问题膨胀到很大很大。用他自己的话说：当他接触到扶手时，才发现宇航服膨胀到手从手套中出来，脚不能伸到靴子里，他甚至不能进到气闸室的门里。这种感觉就类似一个人在一个气球里，就像咱们在公园里玩的水上飘的球。只不过这次要把这个水上飘的球挤进一个直径更小的舱室里。当列昂诺夫终于返回舱室脱离危险时，才终于发现就在刚刚短短的几分钟里，由于极端环境和极大的心理压力，它的体重已足足减轻了几公斤，靴子里全都是汗水，甚至可以倒出来。

上图：电影《天际行者》截图（原型：列昂诺夫）

然而，这样的问题在数十年后的如今不会再有，因为随着航天服相关技术的发展，已经要求航天服必须同时拥有：压力稳定系统、结构运动系统、呼吸支持系统、温度调节系统、通讯系统、人体代谢物收集处理系统以及防护人体安全健康这几项功能。而且各个国家也分别走出了，各自航天服的研制风格。据专家介绍，中国自行研制的“飞天”舱外航天服因为不带有制动装置，所以与美国航天服不同，而接近于俄罗斯航天服。

中国研制的“飞天”舱外航天服每套总重量120公斤，造价约3000万元人民币，身高1.60米－1.80米的人都可以穿，且从内到外分为 6 层。最里面一层是舒适层，它是用经过特殊防静电处理的棉布织成，因为舱外服里面是纯氧，一有静电就会着火。然后是橡胶质地的备份气密层，大约1毫米厚，与上肢等关联结构相粘贴。

紧接着是主气密层，它是个整体结构，完全覆盖服装主要的关节结构，既能满足充气加压需求，又不会让服装过于膨胀。之后是涤纶面料的限制层，不像前几层承受的压力很小，限制层是主承力层。

再之后是由5-7层涂铝的聚酯薄膜构成真空屏蔽隔热层，能通过热反射来实现隔热，并应对真空温差、辐射等恶劣环境。最外层则是外防护层，是一种特殊的纺织面料，耐磨损、反射性强，可以在温度±100℃之间保持完好无损，堪称国内最贵的服装面料。

此外，美国航天飞机航天服（EMU）是目前最先进的出舱活动航天服之一，与我国不同，其由14层组成，重约117公斤。但功能上却与我国大同小异，同样能够承受最长 8 个小时的舱外任务。

由此看来，虽然我国在世界载人航天技术发展的几十年里起步较晚，但发展迅速且非常稳定。可以相信，我们在未来一定会越走越远！

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