圖解世界載人航天發(fā)展史（二十三）

文/ 邸乃庸

氣閘艙

蘇聯(lián)航天員列昂諾夫乘坐上升2號(hào)飛船進(jìn)行世界上第一次艙外活動(dòng)時(shí)，使用了附加的、可伸縮的過(guò)渡艙，其出艙活動(dòng)過(guò)程是：展開(kāi)過(guò)渡艙并向內(nèi)充氣；當(dāng)過(guò)渡艙與飛船座艙內(nèi)氣壓一致時(shí)，開(kāi)啟飛船艙門(mén)，航天員進(jìn)入過(guò)渡艙；關(guān)閉飛船艙門(mén)，釋放過(guò)渡艙內(nèi)氣體；氣體釋放完畢，開(kāi)啟過(guò)渡艙外艙門(mén)，航天員進(jìn)入太空活動(dòng)；結(jié)束艙外活動(dòng)后，航天員返回到飛船并關(guān)閉艙門(mén)，拋掉過(guò)渡艙。圖為工作人員正在上升2號(hào)飛船上安裝過(guò)渡艙。

航天員出艙必須經(jīng)過(guò)過(guò)渡艙，過(guò)渡艙將艙內(nèi)的氣體與太空環(huán)境隔絕，起到閘門(mén)的作用，故稱(chēng)為“氣閘艙”，各種氣閘艙的基本功能是一樣的。左圖是國(guó)際空間站探索號(hào)氣閘艙外部：左側(cè)是大直徑的設(shè)備艙，右側(cè)是小直徑的乘員艙（上方是航天員出艙艙門(mén)）。右圖探索號(hào)氣閘艙內(nèi)部：設(shè)備艙用于存放艙外航天服等設(shè)備，兩位航天員在設(shè)備艙穿好艙外航天服，準(zhǔn)備進(jìn)入畫(huà)面遠(yuǎn)端的乘員艙。

探索號(hào)氣閘艙的乘員艙艙壁上有臍帶管，為航天員穿的艙外航天服供氧、供電、排熱，并提供通信聯(lián)絡(luò)。現(xiàn)代氣閘艙都是按照容納兩名身著全部艙外航天服及裝備的航天員設(shè)計(jì)的。左圖為航天員在乘員艙內(nèi)作出艙前的準(zhǔn)備工作，其前方是供應(yīng)及控制設(shè)備面板；右圖是航天員通過(guò)乘員艙艙門(mén)進(jìn)入太空。

俄羅斯在國(guó)際空間站上有多個(gè)艙段具備航天員艙外活動(dòng)功能，其中最大的是碼頭號(hào)對(duì)接艙，長(zhǎng)3.8米、直徑4.6米，航天員在此艙段內(nèi)可完成全部出艙程序。左圖為碼頭號(hào)對(duì)接艙的外部，中間是出艙艙門(mén)；右圖為碼頭號(hào)對(duì)接艙的內(nèi)部，兩位航天員已經(jīng)準(zhǔn)備好，即將開(kāi)啟旁邊的艙門(mén)出艙。

太空機(jī)動(dòng)裝置

美國(guó)航天員懷特在美國(guó)第一次艙外活動(dòng)期間，進(jìn)行了手持式機(jī)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)身體移動(dòng)試驗(yàn)（左圖）。這種手持式機(jī)動(dòng)裝置是世界上第一個(gè)太空機(jī)動(dòng)裝置，由高壓氣體貯罐、噴管和控制裝置構(gòu)成，氣體由噴管?chē)姵霎a(chǎn)生推進(jìn)力，該裝置上還安裝了一臺(tái)照相機(jī)（右圖）

蘇聯(lián)也研制了能夠使航天員脫離航天器的太空機(jī)動(dòng)裝置，也是座椅式，稱(chēng)為“21KC人體機(jī)動(dòng)裝置”（左圖）。航天員將身體固定其內(nèi)，使用兩個(gè)扶手前端的控制器，對(duì)安裝在背后“椅背”上的不同方向噴氣推力器進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制，就可以實(shí)現(xiàn)身體移動(dòng)。在和平號(hào)空間站，蘇聯(lián)航天員對(duì)“21KC人體機(jī)動(dòng)裝置”進(jìn)行了兩次太空實(shí)際機(jī)動(dòng)試驗(yàn)，效果很好，但之后便將它安裝在和平號(hào)空間站的量子2號(hào)艙外面（右圖），再也沒(méi)有真正使用過(guò)。

有了艙外航天服，又有了便攜式生命保障系統(tǒng)，航天員要脫離航天器，還必須配備能夠提供驅(qū)動(dòng)力使航天員身體移動(dòng)的太空機(jī)動(dòng)裝置。應(yīng)用在航天飛機(jī)上的早期太空機(jī)動(dòng)裝置為座椅式，安裝在航天員背部，該機(jī)動(dòng)裝置寬約0.83米、高約1.25米，內(nèi)有12千克液氮，總重150千克。航天員通過(guò)扶手上的控制器可以控制24個(gè)噴嘴開(kāi)關(guān)，產(chǎn)生不同方向的推力，使航天員實(shí)現(xiàn)不同方向的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)或姿態(tài)運(yùn)動(dòng)。

隨著載人航天技術(shù)的不斷發(fā)展，航天員的太空機(jī)動(dòng)裝置經(jīng)過(guò)幾次改進(jìn)，成為十分輕便、性能更佳、體積很小的裝置，安裝在生命保障系統(tǒng)背包下方，具有良好的控制特性和精確的機(jī)動(dòng)與定位能力。圖為安裝在生命保障系統(tǒng)背包下方的美國(guó)艙外航天服的太空機(jī)動(dòng)裝置，其側(cè)面的小圓洞就是產(chǎn)生推力的噴嘴。

美國(guó)航天員使用的太空機(jī)動(dòng)裝置的推進(jìn)介質(zhì)是高壓氮?dú)猓灿袃商紫嗤南到y(tǒng)，一套系統(tǒng)出現(xiàn)故障，另一套系統(tǒng)啟動(dòng)工作。整個(gè)裝置重38千克、有24個(gè)噴嘴，一般以脈沖方式噴射氮?dú)猓试S的累計(jì)總工作時(shí)間為13分鐘。左圖為機(jī)動(dòng)裝置內(nèi)的高壓氮?dú)馄康炔考挥覉D為航天員在檢查太空機(jī)動(dòng)裝置。

俄羅斯早期的幾種艙外航天服型號(hào)都沒(méi)有設(shè)置太空機(jī)動(dòng)裝置，在后來(lái)的海鷹MK艙外航天服上設(shè)置了太空機(jī)動(dòng)裝置，也是安裝在生命保障系統(tǒng)背包的下方，其功用與美國(guó)太空機(jī)動(dòng)裝置相同。圖為俄羅斯艙外航天服及下方的太空機(jī)動(dòng)裝置（用保護(hù)套罩住，使用時(shí)打開(kāi)）。