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在15年的運(yùn)行中和平號(hào)空間站共有36名航天員進(jìn)行過(guò)多少次太空行走

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時(shí)間:2024-08-17 09:10:13
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在15年的運(yùn)行中和平號(hào)空間站共有36名航天員進(jìn)行過(guò)多少次太空行走【專家解說(shuō)】:太空行走(Walking in space)又稱為出艙活動(dòng)。是載人航天的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),是載人航天工程在

【專家解說(shuō)】:太空行走(Walking in space)又稱為出艙活動(dòng)。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。
中文名
太空行走
外文名
Space walk
重要性
是載人航天的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)
定 義
指航天員離開載人航天器乘員艙
行走第一人
蘇聯(lián)航天員阿里克謝·列昂諾夫
航天服
實(shí)際上是最小的載人航天器
目錄
1 定義
2 方式
3 作用
4 發(fā)展歷史

定義
編輯
狹義
即指航天員離開載人航天器乘員艙,只身進(jìn)入太空的出艙活動(dòng),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。
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。

方式
編輯
“臍帶式”行走
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,它保證人的周圍有適合的壓力,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。

作用
編輯
航天員進(jìn)行太
“自由式”行走
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,為人類進(jìn)入外層空間和其它星球打下了良好的基礎(chǔ)。
歷史上第一次[1-2]
太空行走第一人
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“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。后來(lái)由于空間活動(dòng)的需要,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,從此真正打開了太空的大門。
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)周圍則是真空狀態(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,因此是直接打開艙門出艙的。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)懷特打開艙門后,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”??上绹?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。
月面行走的第一人
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。
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)。
影響因素
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。
神七太空行走過(guò)程
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,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)馀懦觯耘懦[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,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)。
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打開時(shí)不能全跑掉
結(jié)構(gòu)
·氣閘艙一般有2個(gè)閘門,一個(gè)與座艙連接叫內(nèi)閘門,另一個(gè)是可通向太空的外閘門。
步驟
美國(guó)航天飛機(jī)艙外航天服
1·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。
2·航天員出艙時(shí)先走出內(nèi)閘門,然后關(guān)閉內(nèi)閘門,把氣閘艙內(nèi)的空氣抽入座艙內(nèi)。
  3.當(dāng)氣閘艙內(nèi)和外太空壓力相等時(shí)就可打開外閘門進(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。
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。

太空行走 (12張)

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。
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)。
主要案例國(guó)外
著名成功事例
太空行走“世界冠軍”是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。
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。
著名失敗事例
氣閘艙因素
1993年12月,航天飛機(jī)STS-61上的艙門出現(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上氣閘艙的艙門也出現(xiàn)問(wèn)題,由于艙門閂啟動(dòng)器被一顆松動(dòng)的螺釘卡住,氣閘艙門不能打開,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。
手套現(xiàn)漏洞 太空行走提前結(jié)束
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。
中國(guó)
神七太空行走示意圖
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。
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。
泄壓開門:
先將軌道艙泄壓,與飛船外真空狀態(tài)一致,航天員合作打開艙門。
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。
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??諝馐紫葧?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。
經(jīng)典行走
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。人類進(jìn)入太空飛行后,開始只在宇宙飛船、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)。列昂諾夫開創(chuàng)了地球人類太空行走的先例。列昂諾夫穿著一種新型宇宙服,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:
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航天飛機(jī)實(shí)現(xiàn)在太空行走,成為人類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。
美國(guó)首位太空行走的宇航員--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。
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?zhēng)肓颂?。?dāng)被起在太空飛行時(shí)聽何音樂(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)。
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了美國(guó)宇航局。
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