俄羅斯艙外服總設計師談新一代海鷹－MKC艙外服

周生東 王永生 （中國航天員科研訓練中心）

俄羅斯艙外服總設計師談新一代海鷹－MKC艙外服

Russian Space Suit Designer Talked on New Generation SeaEagle-MKC Space Suit

周生東 王永生 （中國航天員科研訓練中心）

具有自動溫控系統的俄羅斯新一代艙外服海鷹－MKC（Орлан－MKC）什么時候運抵“國際空間站”？俄羅斯是否正在研制登月服？如何營救脫離空間站的航天員？帶著這些問題，俄羅斯塔斯社新聞記者德米特里·斯特魯戈維茨專程采訪了俄羅斯星辰公司（NPP Zvezda）總設計師謝維里寧·謝爾蓋·波茲尼亞科夫院士，希望通過介紹俄羅斯艙外服的發展動向，為相關技術人員提供借鑒。

記者：2015年就有計劃向“國際空間站”運送新一代艙外服，請問它何時才能夠出現在“國際空間站”？

波茲尼亞科夫：新一代艙外服安裝了2個全新部件：自動溫控系統和全新的密封外殼。自動溫控系統使航天員艙外作業時不需手動調控艙外服內部溫度，而海鷹－MKC艙外服的密封外殼則由非常耐磨的聚氨脂材料制成，但這兩方面在進行調試時均出現了些問題，從而使研制過程延緩下來。目前已經解決了出現的全部問題，并已成功制造了2套海鷹－MKC艙外服，這兩套新型艙外服都將運往“國際空間站”供航天員使用。其中一套于2016年12月份搭載進步 MS－4貨運飛船運往“國際空間站”（注：第一套新一代海鷹－MKC艙外服隨進步 MS－4貨運飛船于2016年12月1日發射升空，但由于火箭第三級發動機提前關閉，導致發射失敗，第一套艙外服沒有成功運抵“國際空間站”）。另一套新艙外服計劃于2017年搭乘進步 MS－5貨運飛船運抵“國際空間站”，此后還會運送它們的“備份品”（注：第二套新一代海鷹－MKC艙外服已于2017年2月搭乘進步 MS－5貨運飛船運抵“國際空間站”。2017年8月17日,俄羅斯航天員已穿該艙外服順利地完成了艙外活動任務）。

記者：也就是說，新一代艙外服海鷹－MKC于2017年一定會在“國際空間站”得到實際使用？

波茲尼亞科夫：是的，2017年計劃會有一次出艙任務。然而幸運的是，2016年全年都沒有出艙任務。為什么說幸運呢？這是因為“國際空間站”上的海鷹－MK艙外服設計使用期限只有5年，但現在已經是第7個年頭了。根據使用期限和使用次數，該艙外服均已超期服役。但目前看來，“國際空間站”上的海鷹－MK艙外服仍處于良好工作狀態。如果2017年海鷹－MK艙外服還是處于這種工作狀態的話，那么下次出艙任務則不會使用新一代海鷹－MKC艙外服。對于我們來說，最重要的是能夠獲取到超期服役艙外服工作狀態信息數據。

記者：在新一代艙外服海鷹－MKC運抵“國際空間站”后，是否要啟動下一代艙外服的研發工作？

波茲尼亞科夫：新一代海鷹－MKC艙外服的設計使用期限也為5年。在這5年期間我們一定會研制生產下一代艙外服的！現在，我們就已經開始思考下一代艙外服將會引入什么新技術了。

記者：為了解決艙外服20%～30%的電力供應問題，公司是否開始考慮在下一代艙外服的外面安裝太陽能電池？

波茲尼亞科夫：我們是在考慮在艙外服表面安裝太陽能電池，用以增加20%～30%的艙外服電力供應，這還能夠減輕蓄電池的質量。現在，艙外服上的蓄電池工作時間最多10～12h。同時，一些航天員希望艙外服入口加寬一些，增加易卸袖子，并改變背包配置，這都是我們研制下一代艙外服需要考慮的事情。

記者：您認為下一代艙外服可否安裝航天員自動救助系統？這樣，如果出現緊急情況，航天員完全可以依靠艙外服返回空間站。

波茲尼亞科夫：我們已經開始這方面的設計和試驗工作了，并且也研制了一套樣品，現在基本完成了相應的地面試驗。試驗證明，這種“航天員太空自動救助系統”是完全可以制造出來的。但如果讓該系統能夠在太空自動工作，還需要在空間站的外部安裝一些特制的航天員“定位標”。目前，我們對現在所取得的科研成果很滿意，也在努力尋求降低損耗的方法。我們認為，艙外服非常有必要安裝“航天員自動救助系統”。該系統的工作原理其實就像飛機上的彈射系統工作原理一樣：當航天員和空間站之間超過規定距離時，系統就會自動使航天員向“國際空間站”靠近。

美國航天員噴氣式艙外應急救援系統“塞弗”（SAFER）也可以給航天員提供應急援助，但需要通過操縱手柄來完成。我們可以想象，每一位進入太空的航天員都會處于精神高度緊張狀態，既要通過手柄完成身體移動，還要對飛行軌跡進行計算，這樣容易出現失誤。到目前為止，我們還不清楚“塞弗”系統能否在實際情況下正常工作（因為該系統還從未使用過）。我們還是希望研制一種自動救助系統，使意外脫離空間站的航天員能夠自動返回到空間站上來。

記者：目前的海鷹－MKC艙外服是否已安裝了“頭盔信息顯示系統”？

波茲尼亞科夫：這項工作基本上已經凍結。我們雖然已經研制出了相應的實驗室樣機，但經過多次試驗，結果跟我們開始預想的一樣，顯示屏不夠大，頭盔玻璃上并不能顯示全部信息。雖然它可以為航天員提供一些信息，但其尺寸大小和舒適程度并沒有達到要求。

記者：下一代艙外服何時開始研制？

波茲尼亞科夫：下一代艙外服的設計工作最快也要在2017年才開始。

記者：俄羅斯目前正在研制新一代“聯邦”載人飛船（也可用于探月），所以公司當前的主要任務是不是研制登月服？

波茲尼亞科夫：研制登月服已經列入2016－2025年俄羅斯航天計劃，但目前還沒有在任何文件資料中體現，也沒有任何官方說法，然而，登月服的研制是不會有太大問題的，我們可以在“海鷹”艙外服的基礎上進行研制，其中最主要的問題是解決腿部的活動性。

記者：在研的新一代“聯邦”載人飛船的座椅、艙外服和生保系統進展如何？

波茲尼亞科夫：它們的方案設計階段已經基本完成。至于航天員座椅，我們委托俄羅斯能源火箭航天集團生產制造了其工效模型，但實際的航天員座椅正處于試驗設計、修改完善階段，其長度、寬度、高度以及人的肩寬、股盆和腳板大小等方面均可以在起飛前按照航天員自身要求進行調整，并不像“聯盟”載人飛船內的座椅是根據航天員體形進行特別設計的，而且新的座椅還可以多次使用。

記者：新的航天員座椅不會讓航天員固定一種坐姿吧？

波茲尼亞科夫：不會，新一代載人飛船內部空間足夠大，因此，航天員的著陸姿勢會有些變化，當處于半躺狀態時，航天員會與座椅貼得更緊些。

另外補充一下，能源火箭航天集團研制的航天員座椅原來準備使用復合材料制造，但我們認為，未來還是使用航空鋁材料更好一些，因為復合材料在密閉空間里就像板材家具一樣會揮發出有害物質，而且業內專家也不允許我們在長期有人居住的密閉空間內使用復合材料。

現在，我們也已經制造出了新型載人飛船的艙外服模型。艙外服硬式外殼的密封部分是由聚胺脂材料構成，而且可以多次使用并根據身體大小進行自我調整。

記者：這種艙外服將會起一個什么名字？

波茲尼亞科夫：暫時我們還沒有最后確定，但像其他的艙外服命名一樣，還是某種鳥的名字吧！

現在已經形成了一種把艙外服命名為某種鳥的名字的傳統，比如我們為已有的艙外服起名為：“隼”（Сокол）、“海鷹”（Орлан）、“雄鷹”（Орел）、“鸕鶿”（Баклан）、“金雕”（Беркут）、“雨燕”（Стриж）等等。而飛船的航天員座椅的命名則主要是以某種山來命名，“聯盟”載人飛船內航天員座椅為“卡茲別克”（Казбек），“東方”載人飛船內航天員座椅命名為“厄爾布爾士”（Эльбрус），而新一代“聯邦”載人飛船內的航天員座椅命名為“切戈特”（Чегет）。

記者：新一代載人飛船的航天員生保系統（包括“切戈特”航天員座椅）是否要進行現代化改進工作？

波茲尼亞科夫：是有一些改進。根據航天員提出的意見和建議，我們把降落傘的打開開關放在了指令長的中心手柄上，這樣，飛船返回時指令長能夠一直握緊該手柄。我們也制造了樣品模型，并且完成了一系列驗證試驗。航天員座椅及其他部件結構基本上沒有任何變化。

記者：俄羅斯星星公司幫助能源火箭航天集團研制了太空充氣艙模型，在制造完模型之后是否還要繼續這方面的工作？

波茲尼亞科夫：我們與能源火箭航天集團一起建造了內部空間直徑為3m、比例為1∶3的實驗艙模型。它就像一個由特殊的合成纖維帶子編制的“鼓包”，但這種纖維材料不易找到，因為需要確保充氣艙不出現漏縫。通過情況下，空間站內部壓力為1標準大氣壓，所以，出于安全考慮，艙模外殼需要承受3倍負壓。現在，該艙模已順利通過了強度試驗。

如果將太空充氣艙模型做成實際大小，則需要再建造1個大型庫房或者車間，目前我們沒有這方面的建設計劃。此外，還需要一個專用試驗臺，可是我們也沒有這樣的試驗臺。因此，我認為這項工作將不會再繼續下去，然而這一切并不取決于我們，而是取決于上面領導的決策。

記者：請您介紹一下俄羅斯星星公司除了生產密閉殼體外，還有哪些產品？

波茲尼亞科夫：我們公司不僅有密閉殼體，而且還有剛性殼體、絕緣體和隕石防護體。我們把所有的這些連接在一起，形成了一個大型綜合組合體。另外，我們向能源火箭航天集團提出了另外一種方案：向地球軌道發射一個鋼架結構密封艙，并且在航天員出艙時再在密封艙上面安置一個絕緣艙體和一個隕石防護體。為此，我們建議研制一些可以固定的“橘子瓣”體，這樣安裝方便些。

記者：請問充氣艙體的發展前景如何？

波茲尼亞科夫：對于月球基地而言，需要的是一個長期居住的大型空間結構艙體，或許變形艙體更為適合。

需要在空間站上做這些嗎？除非比普通的密封艙體造價低且可靠性高。要知道，航天員在充氣式結構艙體里生活時存在著一個心理適應性問題，因為我們通常接觸的是固體墻壁，而這是通過“布料體”與太空隔離的。