【中國航天日】系列科普丨第3期 揭秘航天員的“護(hù)身符”

（上海紡織博物館館藏-神舟七號(hào)宇航員翟志剛等穿過的地面訓(xùn)練服）

宇航服是保障航天員生命活動(dòng)和工作能力的個(gè)人密閉裝備，宇航服按功能可分為艙內(nèi)宇航服和艙外宇航服。艙內(nèi)宇航服也稱應(yīng)急宇航服，宇航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)宇航服, 在正常飛行中則不需要穿著。當(dāng)載人宇航器座艙發(fā)生泄漏，壓力突然降低時(shí)，宇航員需及時(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，并提供一定的溫度保障和通信功能，這就是宇航員的“護(hù)身符”。

那今天我們一起來了解一下收藏于上海紡織博物館的神七宇航員翟志剛穿過的艙內(nèi)宇航服~

01 結(jié)構(gòu)

我國航天員使用的艙內(nèi)宇航服，采用頭部與軀干肢體連為一體的“軟式”服裝結(jié)構(gòu)和開放式的通風(fēng)供氧方式，由航天頭盔、壓力服、航天手套、航天靴、壓力調(diào)節(jié)器、壓力表、應(yīng)急供氧與通風(fēng)管路、生理測試與通信電纜等組成。

１）航天頭盔球面形的面窗可通過啟閉結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全可靠的開啟和關(guān)閉，并保證氣密性；盔殼具有隔音、隔熱、防碰撞、減震好、重量輕的特點(diǎn)。特殊設(shè)計(jì)的防霧涂層，還能防止航天員呼吸造成水氣凝結(jié)以及低溫環(huán)境下頭盔面窗上結(jié)霧、結(jié)霜。

2）壓力服是宇航服的主體，由限制層、氣密層和散溫層構(gòu)成，穿脫口設(shè)置在胸前；限制層由耐高溫、抗磨損材料制成，用來保護(hù)服裝內(nèi)層結(jié)構(gòu)；氣密層有良好的氣密性，防止服裝加壓后的氣體泄漏；散溫層通過管道將全部氣流送入頭部，然后向四肢軀干流動(dòng)，經(jīng)排氣口排出，帶走人體代謝產(chǎn)生的熱量。

3）宇航服心臟部位的圓形裝置是壓力調(diào)節(jié)器，可以擰動(dòng)，能夠自動(dòng)維持服裝內(nèi)規(guī)定的工作壓力，為航天員創(chuàng)造合適的氣壓等生存條件，保證航天員的生命安全；衣服右腹部有一根細(xì)管，是航天員的通信工具；左腹部處有兩條管路，是給航天員供氧和排放二氧化碳的設(shè)備。

4）航天手套有帶密封軸承的腕部斷接器，手套需要在充氣加壓后具有良好的活動(dòng)性能和保暖性能。

5）航天靴有多種形式，有與壓力服構(gòu)成整體的，有帶有斷接器的可穿脫密封式的，還有可穿在壓力服限制層的套靴。

02 工作模式

艙內(nèi)宇航服工作模式通常包括以下狀態(tài)：

出征狀態(tài)：從航天員出發(fā)到發(fā)射之前，該階段艙內(nèi)宇航服要保證航天員直立行走時(shí)的服裝穿著舒適性。

１）準(zhǔn)備狀態(tài)：進(jìn)入飛船準(zhǔn)備發(fā)射到入軌、交會(huì)對接及分離過程、準(zhǔn)備返回到著陸出艙。航天員進(jìn)入座椅，艙內(nèi)宇航服需和座椅型號(hào)相匹配，保證航天員的服裝舒適性、關(guān)節(jié)活動(dòng)適應(yīng)性等，該階段艙內(nèi)宇航服還需配合航天器提供噪聲防護(hù)、超重防護(hù)和著陸沖擊防護(hù)等功能。

工作狀態(tài)：在飛船飛行過程中相對的事故高發(fā)段（通常包括飛船入軌前的發(fā)射段、飛船進(jìn)入返回程序到返回艙著陸的返回段，以及飛船實(shí)施變軌和交會(huì)對接的飛行時(shí)段）。當(dāng)艙壓下降到預(yù)定值時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)發(fā)出壓力警報(bào)信號(hào)，提示航天員迅速穿上宇航服，艙內(nèi)宇航服系統(tǒng)立刻進(jìn)入工作狀態(tài)，在座椅上連接好服裝通風(fēng)供氧管，服裝由通風(fēng)時(shí)的余壓狀態(tài)變成供氧加壓狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)與環(huán)控生保分系統(tǒng)的銜接；連接好生理測試和通信電纜，實(shí)現(xiàn)與艙載監(jiān)控設(shè)備的銜接；帶上航天手套、關(guān)閉面窗并完成宇航服的氣密性檢查，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)入應(yīng)急工作模式，作好壓力應(yīng)急飛行準(zhǔn)備。

03未來發(fā)展

隨著時(shí)代發(fā)展，艙內(nèi)宇航服已從傳統(tǒng)的以防護(hù)性、功能性，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)楣δ苄悦烙^性相互融合，并逐漸擁有長期壓力應(yīng)急、進(jìn)食飲水、大小便收集、防護(hù)工效提升、美學(xué)設(shè)計(jì)提升等更多功能。

作者 | 段 玲 中國紡織工程學(xué)會(huì)科學(xué)傳播專家

上海紡織博物館 中國紡織工程學(xué)會(huì)科普教育基地

責(zé)編 | 劉 丹 中國紡織工程學(xué)會(huì)科普部

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