世界各国舱外航天服有什么不同？

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航天服目前主要分为舱内航天服和舱外航天服。舱内航天服主要用于载人飞船发射、返回和在轨道运行期间保障航天员的生命安全；舱外航天服则相当于一个微型的载人航天器，是出舱活动中保障航天员工作能力和生命安全的防护装备。目前国际上能完全独立掌握舱外航天服设计和研制技术的国家只有中国、美国、俄罗斯三国。

左：中国舱外航天服；右：中国舱内航天服

中国

中国空间站的舱外航天服，名为“飞天”。它只有一个型号，不分男女、不限尺寸，可调节适应每位航天员的体型，满足1米6到1米8的人穿着使用。舱外航天服整体采用软硬结合式（躯干是硬式结构，四肢是软式结构），由服装、头盔、手套和航天靴等组成，其中服装由6层组成，具有防辐射、防高低温、压力调整等作用，同时还具备生命保障系统，重量达120多公斤。

两代“飞天”航天服（图源：科学大院）

舱外航天服的最上面是一个头盔，由头盔壳、面窗结构和颈圈等组件构成。其中，面窗是四层的结构：两层是压力面窗，中间是充氮，可以起到一个隔热和防结雾作用；外层是防护面窗，可以避免航天员在作业过程的磕碰和划伤，影响视野；最外层则是滤光面窗，航天员可以根据阳照区和阴影区放下和打开，防止太阳光线直接照射入眼。

图源：央视财经

航天员离开空间站进入太空，将面临200多度的温差、空间辐射等一系列的考验。这时，我们的“飞天”舱外航天服就是航天员最好的太空个体防护装备。舱外航天服的服装里里外外共6层，包含液冷通风层、加压气密层、限制层、隔热层、保护层等等，其中最外层防护材料可耐受±100℃左右的温差变化；背部则装有提供氧气、饮水等维持生命所需各种条件的便携式生命保障系统；手套则是采用国际上先进的“三维数字扫描”技术，可握住25mm的铅笔粗细的东西，是为每位航天员量身定做的。

图源：新华社

美国

美国航天飞机航天服（EMU）是目前最先进的出舱活动航天服之一，由14层组成，重约117千克，现也用于国际空间站。它整体采用腰部穿脱结构，头盔在颈部可快速断接，生命保障系统安装固定于非气密的背包内，与舱外服连接采用外挂方式。

美国EMU外形图

舱外航天服装备早期采用脐带的形式，由舱载设备提供供电、供氧和通风等功能；之后逐渐发展成便携式生保系统。如美国的 “双子星”舱外航天服采用脐带式生保系统，由舱内通过脐带（长约8m～18m）向舱外航天服供氧和控制各种环境参数；从“阿波罗”开始，美国的舱外航天服采用了便携式（背包式）生保系统。

NASA航天员完成国际空间站第200次太空行走

俄罗斯

开展载人航天活动以来，前苏联和俄罗斯已经研制出10种型号的舱外航天服，但仅有6种曾在载人航天活动中使用过，而主要使用的是其中的4种：海鹰-D型航天服、海鹰-DM型航天服、海鹰-DMA型航天服和海鹰-M型航天服。国际空间站使用的是海鹰-M型航天服，它重110多千克，属于俄罗斯制造的第4种改进型航天服。

海鹰-M型航天服

俄罗斯航天员谢尔盖·梁赞斯基在进行太空行走

俄罗斯的“海鹰”系列舱外航天服也是采用软硬结合式的结构设计，其整体头盔与躯干固定连接为一体，生保系统固定安装于背后的穿脱门内，外观类似于背包。

俄罗斯“海鹰”舱外服外形图

俄罗斯的“海鹰”系列舱外航天服具有良好的在轨维护和维修能力，同中国的“飞天”舱外航天服一样，适体性良好，可通过调节适应不同体型的航天员，属于轨道基舱外服。而早期的美国EMU型舱外航天服则是根据穿用者的体型进行组件组合配置，且需在地面进行维护和维修，是属于地基型舱外服；后来针对国际空间站的任务需求，新型的EMU型舱外航天服对此作了改进，研发了轨道基的舱外航天服系统，重点对舱外服的可靠性、在轨维修性、延寿及微生物与污染物控制等方面进行了提升。

在舱外航天服的穿着设计方面，中俄的舱外航天服均采用的是“一体化后开门式”设计，或称背部穿/脱结构。航天员从航天服背部的一个铰链门进入航天服；而早期的美式舱外航天服则采用的是上、下分体套头样式，新美式舱外航天服则改进为“上、下分体背入式”。

中、俄式舱外航天服穿脱方法

（来源 : 中国运载火箭技术研究院）

早期的美式舱外航天服穿脱方法：先穿下半身，再套上半身（来源 : 中国运载火箭技术研究院）

美国EMU型舱外航天服可以承受最长8个小时的任务时间，工作压力约为30千帕；俄罗斯“海鹰—M型”舱外航天服可以承受最长7个小时的任务时间，工作压力约为 40千帕；中国的“飞天”舱外航天服则可以承受最长8个小时的任务时间。较低的工作压力可以使航天员的活动更为灵活，从而可能影响航天员能够完成的任务种类。

神舟十二号飞船（王泗江/摄）

与中美不同，由于俄罗斯航天员进行舱外活动的时间一般比较短，因此俄罗斯“海鹰”系列航天服一般没有饮水袋和食品袋。而关于航天员的“方便”问题，中国的航天服最里层装有尿收集装置，美国使用普通的尿不湿，俄罗斯则使用特制的男式短裤，还专门设计了便器。

在这里插播一下：现在的航天服有尿液收集装置，但早期可没有。当时美国一位航天员在快要发射时，突然想上厕所，可他所穿的航天服穿起来比较麻烦，按程序穿的话得几个小时。发射时间不等人，最后他只好直接尿在了航天服里，度过了一段极其不愉快的时光。因为这件事，美国后来研制出了尿不湿，当时主要用在航天服上，后来慢慢走向民用，成为小孩用的尿不湿。

世界载人航天技术发展的几十年里，美俄两国均经历了舱内航天服、舱内外航天服结合，再到舱内航天服和舱外航天服分开的发展路线。中国起步虽晚，但稳步发展；虽仍有差距，但迎难而上，相信我们未来一定会越走越远！

“我们的征途是星辰大海”

参考：

[1]肖志军, 管春磊, 李潭秋. 俄美航天服回顾与展望[J]. 航天医学与医学工程, 2011(06):460-466.

[2] 中国科普博览——《美俄“外套”各有千秋》

[3] 央视财经《经济信息联播》——太空出舱

[4] 中国航天报飞天科普周刊——《舱外航天服，把“飞船”穿在身上》

风上风云｜云端故事

原标题：《世界各国舱外航天服有什么不同？》

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