高科技的設計——航天服

航天服是保障航天員的生命活動和工作能力的個人密閉裝備。它能防護空間各種環境因素（低壓或真空、缺氧或無氧、高低溫、太陽輻射、微流星體等）對人體的危害。在太空真空環境里，人體血液中含的氧氣會體積膨脹。如人不穿加壓氣密的航天服，則會因體內外壓差懸殊而發生生命危險。航天服是在飛行員密閉服（或稱全壓服）的基礎上發展起來的多功能服裝。60年代初期，航天員穿用的艙內航天服，結構簡單。此后逐步向艙外用航天服發展。現代新型航天服具有液冷降溫結構，可供航天員出艙活動或登月考察。70年代研制成功全活動型航天服，在高值加壓下仍具有最佳活動性能，不需要吸氧排氣，航天員就可由座艙直接進入宇宙空間。航天服由頭盔、服裝、手套和靴子組成。

頭盔分面窗型和全透明型。前者由盔殼、通風襯墊、面窗與開關機構、進食嘴與頸圈組成；后者由聚碳酸酯制成頭型整體，容積大、視野廣、氣密性好，但比較重。二者均通過頸圈與服裝連接。面窗在平時可隨意啟閉，緊急時可在數秒鐘內自動或手動關鎖。全透明頭盔平時不戴，緊急時迅速戴上。艙外活動時，另有防護罩，以防護高低溫和微流星體。防光玻璃能保護視網膜免受從紫外至紅外波段的電磁波傷害。

服裝艙外用的航天服由外罩、真空隔熱屏蔽層、氣密限制層、通風結構和液冷服組成。

①外罩：具有保護氣密限制層、防火、防微流星體和防太陽輻射的功能。速度為1～1.5公里/秒、重量為1×10～1×10克的微流星體能擊穿一般的防護層。因此航天服外罩通常采用多層防護層，包括鍍鋁聚酰氨薄膜（2層）、玻璃布、玻璃紗網（2層）、達可隆紗、聚酯薄膜（5層）和氯丁橡膠尼龍布。

②真空隔熱屏蔽層：用于防護過熱或過冷的侵襲。月球表面晝間溫度為+130[2oc]℃，夜間為-160[2oc]℃。登月服必須具備良好的真空隔熱屏蔽層。它由7～8層屏蔽板組成，板間抽真空，減少傳熱。屏蔽板用金屬箔片或表面鍍鋁塑料薄膜制成。

③氣密限制層：用于使服裝內保持規定的大氣環境，保護航天員免受真空環境的危害。限制層是承壓結構，選用強度高、伸長率低、漏氣量小的特制材料（如膠布）制成。限制層的關鍵技術是關節的活動性能。服裝充氣后，衣面被拉緊，很難彎曲。已試制的有波紋管型、網狀限制型、氣密軸承轉動型和等容結構型等多種型式的關節結構，在成形工藝上有縫紉成形的軟胎結構和模壓成形的硬胎結構。其中以等容結構、混合成形（軟胎和硬胎相結合）的服裝活動性能最佳。

④通風結構和液冷服：用以排除多余的熱量、水汽、二氧化碳等廢氣，確保航天員吸入新鮮空氣（或氧氣）。服裝內部有通風管道，具有一定溫度、濕度和速度的氣體由管道中通過，調節服裝內氣溫。當航天員產熱量超過1.26～1.46兆焦/時或300～350千卡/時（空間活動時），通風結構的服裝已不能滿足要求，必須采用液冷服。液冷管道通常為20～80條，總長可達80～120米，沿軀干、肢體緊密排列，可根據需要確定氣冷與液冷的適當比例。

手套手指血液循環差，散熱面積大、腺分布密度大，因此要求手套具有良好的通風和隔熱保暖性能。處在加壓狀態的手套，其指端必須與航天員手指緊配，以保證手指靈活動作。它的結構設計與服裝氣密限制層相似，但難度大。手套與衣袖通過腕部斷接器連結，確保脫戴方便，手腕可隨意扭轉。

靴子腳趾與手指的生理特點相似，但無活動要求。靴子通常有 3種類型：靴子與服裝氣密限制層連成整體；靴子與服裝通過斷接器連接；穿在服裝氣密限制層外面的套靴。

航天員出艙外活動時，必須穿著航天服。航天服與便攜式生命保障系統連成閉路循環系統，維持規定的氣體環境。全套航天服在地面重達30～40公斤，但在太空中因處于失重狀態，航天員穿著沒有笨重的感覺。