宇航员的甲胄——太空工作服

　　《知识就是力量》1998年第6期

　　乔阿光编译

美国和俄罗斯等国联合研制的阿尔法国际空间站不久将升入太空代替超期服役的俄罗斯和平号空间站。为建成阿尔法国际空间站，在把它的零部件运上太空后，宇航员要走出航天器在太空中把它组装起来。至少要在太空中工作上百次才能完成组装任务，日后还要出舱维修，因此一个合适的高质量的太空工作服是必不可少的。

    太空工作服的正式名称是舱外活动设备。它不同于宇航员在航天器内所穿的宇航服，它是一个小小的独立的生存系统，既要防热抗冷挡辐射，还要能进行空气调节、空气再生。而为了节省开支，少占航天器的空间，不可能为每个出舱工作的宇航员专门制作只适合他本人穿的太空工作服，而只能准备几套适合所有人穿的太空工作服。因此太空工作服的研制是十分复杂的。目前美俄两国研制的太空工作服就大不相同，要想在阿尔法国际空间站上通用，还要努力改进，力求达到能互换的程度。

    太空工作服内的压力问题是首先要解决的问题。在空间站或航天飞机上，压力为海平面上的大气压，即1013百帕。但在柔软的太空工作服中不能保持这样的压力，否则在真空的太空中太空工作服就会像轮胎一样被充气，使宇航员不能活动。因此，一般在宇航服内充压力很小的纯氧，大约为地球上大气压的1/3-1/4之间。

    当外界压力很小时，人体内的氮气会气化形成气泡堵塞血管，使血液凝固，压迫神经末梢造成关节疼痛，甚至脑出血导致死亡。为此宇航员在迸入太空前要吸纯氧，并排出体内的氮气。俄罗斯的太空工作服内的压力为400百帕，这使排氮时间只需半小时。但缺点是由于此压力偏大，在太空中，太空工作服会重新充气，宇航员如不加控制，他的上臂会自然离开身体。为了活动自如，要再用一刻钟把太空工作服内的压力减到265百帕。而美国的太空工作服内压力为296百帕，这样排氮时间就要长些，大约为3-4个小时。为了减少排氮时间，在宇航员离开飞船到太空中去之前，美国人把飞行舱内的压力减少到700百帕，这样排氮时间只要3/4小时了。

   其次是空调问题。遮盖全身(除头和手外)的内衣是嵌有塑料管的双层网，通过这些管子输送氧气和冷水。氧气通过面甲和肩部高处的阀门进入，保证太空工作服里的压力和通风。面甲内装上了和汽车飞机中类似系统相似的抗蒸汽系统。氧气流一直打扫着面甲内的水汽，使宇航员呼吸通畅。美国人去年4月研制出了一种能更好地防护眼睛和阻挡太阳光的面甲，比以前的更方便，更耐用。现在手套内也有氧气流循环，以保持宇航员手指温暖，动作灵便。为防止陨石穿透太空工作服，加了一层防陨石层，这样太空工作服就更厚了。否则一旦太空工作服被击穿，宇航员身体暴露在太空中，几分钟内宇航员就会因在声门处形成水肿而死亡。

   太空旅行者的手用三层叠加的手套来防护。第一层是橡胶制成的，第二层是控制第一层膨胀的，第三层是保温层。俄罗斯的太空手套的指尖上贴了一层橡胶，而美国的太空手套指尖上是一种合成材料，手感较差。

    美国的太空工作服分3个部分：上衣和连靴裤、头盔、手套。穿着时，先穿连着长统靴的柔软的裤子，然后蹲在上衣下面，先把上臂插入袖子，然后再通过狭窄的孔穿过头和肩。接着是连接上衣和裤子，把两个卵形环一个叠在另一个之上，再关闭，以保证密封性，最后戴上头盔和手套，全部穿好要花半小时(有的材料讲为15分钟)。

         俄罗斯的太空工作服比较简单，但很实用。他们用灵巧的内带系统使太空工作服适合各种体型，通过背上的门把太空工作服穿上，然后再把门关上，密封住。这个动作仅需一二分钟。

　　这样的一套太空工作服重达120公斤，不过在太空中重量就不重要了。只是花费的资金高达每套1000多万美元，可说是人类有史以来最昂贵的衣服。