中國(guó)人登月的“貼身衛(wèi)士”

9月28日，由中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心主辦的“第三屆航天服技術(shù)論壇”在重慶召開(kāi)。開(kāi)幕式上，中國(guó)載人航天工程辦公室首次公開(kāi)了中國(guó)登月服的外觀，并面向社會(huì)為登月服征名。

在太空出艙活動(dòng)是一項(xiàng)高風(fēng)險(xiǎn)、高難度的探險(xiǎn)作業(yè)任務(wù)，航天員完成這一任務(wù)離不開(kāi)艙外航天服。艙外航天服是在飛行員密閉服基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種多功能裝備，本身堪稱一座小型飛船，具有氣壓控制、氧氣供應(yīng)、小便收集能力，還要有比較大的強(qiáng)度，以免被異物刺穿。因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，做工艱難，航天服研發(fā)也被視為一國(guó)航天能力的重要體現(xiàn)。

登月航天服作為艙外航天服的一種，由于需要登陸其他天體，相比只在太空中活動(dòng)的航天服又更具技術(shù)難度。登月任務(wù)不僅在往返地月之間的過(guò)程中要經(jīng)歷高真空、宇宙射線和微流星體等險(xiǎn)惡環(huán)境，也要能適應(yīng)著陸后的的月面環(huán)境。

月面宇宙射線輻射強(qiáng)度是空間站軌道高度上的2～3倍，且太空中有大量微流星體撞擊月面，要求月面航天服具有足夠的抗輻射和防撞擊性能。月面晝夜溫度在約-180～120℃之間劇烈變化。對(duì)航天服的隔熱保溫性能要求更高，外層要防止輻射熱量進(jìn)入，內(nèi)層要防止人體熱量過(guò)度散失，并保持材料在高低溫交變下的完整性和耐久性。

月塵粒徑僅約為幾十μ米，由于靜電、微重力等因素，可能在登月航天服表面沉積，進(jìn)而造成磨損，甚至滲透進(jìn)航天服內(nèi)層，導(dǎo)致密封失效。月塵對(duì)航天服的危害主要有：吸附在頭盔面窗，影響航天員視線，如果航天員在艙外活動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行擦拭，還可能造成面窗及手套的永久磨損；沉積在登月服外層，增加服裝材料磨損，加速材料老化；侵入壓力服表面，進(jìn)而可能侵入外防護(hù)層、隔熱和防微流星層、氣密限制服之間，導(dǎo)致軸承和關(guān)節(jié)的活動(dòng)力矩增大、磨損及密封失效等；侵入服裝內(nèi)部后會(huì)污染生命保障系統(tǒng)。

此外，月球表面重力僅為地球的1/6，穿著登月航天服的航天員會(huì)明顯感受到服裝重量，這就會(huì)影響到舒適性和操控靈活性。

1969年，美國(guó)航天員阿姆斯特朗穿戴“阿波羅”艙外航天服登月，這套航天服質(zhì)量約80千克，可保證航天員七小時(shí)左右的月球漫步。在“阿波羅”計(jì)劃中，航天員不僅要在月面上蹦跳，還要開(kāi)著月球車四處巡視，僅為讓他們能坐下，工程技術(shù)人員就對(duì)航天服設(shè)計(jì)做了大量修改。即使如此，“阿波羅”艙外航天服仍相當(dāng)笨重，關(guān)節(jié)部分是橡膠做的，電纜是金屬做的，從胯部到肩膀有一條長(zhǎng)長(zhǎng)的拉鏈，橡膠會(huì)讓人感覺(jué)皮膚干燥，金屬電纜會(huì)斷裂，而拉鏈一旦出問(wèn)題就會(huì)致命。雖然這些情況都沒(méi)有發(fā)生，但美國(guó)宇航局一直為此提心吊膽。

中國(guó)在研發(fā)航天服方面早已進(jìn)入世界前三。2008年9月27日，“神舟七號(hào)”航天員翟志剛進(jìn)行中國(guó)首次太空行走，中國(guó)自研的第一代“飛天”艙外航天服也首次亮相太空。2021年7月4日，“神舟十二號(hào)”航天員劉伯明、湯洪波身著第二代“飛天”艙外航天服，歷經(jīng)約七小時(shí)的出艙活動(dòng)，圓滿完成既定任務(wù)并順利返回核心艙。

自2020年啟動(dòng)登月服研制以來(lái)，中國(guó)團(tuán)隊(duì)聚焦復(fù)雜環(huán)境綜合防護(hù)、人服能力提升，以輕量化、小型化、高安全可靠為目標(biāo)，突破了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，確立了總體技術(shù)方案，為將來(lái)圓滿完成中國(guó)首次載人登月任務(wù)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

據(jù)介紹，此次亮相的中國(guó)登月航天服，相較于空間站目前使用的艙外服，顯得更修身，對(duì)航天員的適體性更強(qiáng)。同時(shí)，整體性更加凸顯，外部設(shè)備元器件呈現(xiàn)小型化、集成化，這也使得登月服更像一件“衣服”，而且，登月靴由于需要長(zhǎng)時(shí)間的承受壓力和磨損，其綜合防護(hù)能力也大幅提升。

此款登月服將主要用于航天員執(zhí)行月面出艙活動(dòng)任務(wù)時(shí)的生命保障和作業(yè)支持，能夠?qū)υ虑虮砻娴恼婵铡⒏叩蜏亍⒃聣m、輻射環(huán)境等復(fù)雜環(huán)境進(jìn)行綜合防護(hù)，著服航天員可以完成行走、攀爬、駕車、科考等月面出艙活動(dòng)作業(yè)。

另外，在登月服外觀設(shè)計(jì)上，上身裝飾帶融入了敦煌飛天飄帶的飄逸優(yōu)雅和傳統(tǒng)鎧甲的硬朗厚重，體現(xiàn)了剛?cè)岵?jì)的中國(guó)美學(xué)；腿部裝飾帶加入了火箭升空的尾焰造型，與上身圖案相呼應(yīng)，形成一飛沖天的態(tài)勢(shì)，體現(xiàn)了中華騰飛的美好意涵。