“飞天铠甲”,中国登月服首次公开

兵工科技快讯 2024-11-06 19:44:52

中国载人航天工程办公室面向社会发布登月服征名活动,并首次公开中国登月服外观。中国登月服自2020年启动研制以来,突破了多项关键技术,为中国首次载人登月任务的实施奠定了坚实基础。

首次公开的中国登月服

我国航天服的发展

航天服是航天员在太空中执行任务时,为航天员提供生命保障和作业支持的特殊服装,主要分为舱内航天服和舱外航天服。舱内航天服是航天员在载人飞船中的压力应急救生装备,一般在待发段、上升段、返回段、变轨、交会对接过程中或飞船出现压力应急时使用,为航天员提供生命保障。舱外航天服是航天员出舱活动时使用的个体防护装备,相当于小型航天器,用于生命和作业保障。

我国在航天服研制方面的起步并不晚。上世纪60年代,我国启动714工程,计划在1973年发射一艘无人飞船,1974年发射首艘载人飞船,也就是后来的“曙光一号”。而作为“曙光一号”的配套工程,国产第一代航天服也正式开始研制。从后来曝光的图片来看,它类似于加加林穿着的SK-1航天服,采用橘黄色的面料,但是头盔更大一些,里面集成了基本的通信功能。

时间进入21世纪,随着我国载人航天三步走计划的顺利实施,我国在借鉴俄罗斯“海鹰”舱外航天服的基础上,自主研制了“飞天”系列航天服。

2008年9月27日,神舟七号航天员翟志刚进行出舱活动,完成中国人首次太空行走时,穿着的就是第一代“飞天”舱外航天服。这套航天服高2米,重约120千克,采用整体拟人形态半硬式密封结构(躯干是硬式结构,四肢是软式结构),及后背铰链门式穿脱机构。从内到外分为舒适层、备份气密层、主气密层、限制层、隔热层和外防护层共六层结构。外防护层采用特殊材质制造,厚度1.5毫米,抗压能力超过120千帕,经得起地面运输、火箭发射时的震动,还能连接服装各个部位,承受整套服装的重量。第一代“飞天”航天服可支持航天员进行至少4小时的舱外活动,能重复使用5次以上。

我国当年的曙光一号航天服

之后,为满足空间站任务阶段航天员出舱活动的要求,我国又设计了第二代“飞天”舱外航天服。相比第一代,第二代“飞天”舱外航天服除了材料和工艺上的升级,还加入了中式设计元素,根据中国人的体型和身体条件做了进一步的修改,满足1.6米~1.8米身高宇航员的穿着要求;续航增加到7~8小时(还有0.5小时的返回时间和1.5小时的额外备用时间),使用次数也从原来的2年5次增加到3年15次;重要关节部位采用气密轴承,活动更轻便,减少了航天员舱外活动时的体能消耗。而且在轨操作的可达域、精细度、灵活性等方面都有所提高,比如说手套的灵活度,可以达到戴着手套,最小抓握直径五毫米。

此外,第二代“飞天”舱外航天服还改善了头盔视野不足的缺点,头盔面罩的造型和大小均有所调整,视野比其他同类产品都要大。头盔上还装有摄像头,可拍摄航天员出舱操作。两侧各有1个照明灯,可照亮服装胸前部分,方便航天员在阴暗面操作。与照明灯一样位于头盔两侧的还有报警指示灯,一旦服装出现意外,报警灯就会闪起,并能发出语言报警。

目前中国空间站里的3套舱外航天服,均为第二代“飞天”航天服,采用轮换使用的方式支持航天员开展出舱活动,有力保障了中国空间站的建造和高效运行。

神舟十六号任务航天员学习使用第二代“飞天”舱外航天服

新亮相的登月服

2023年,中国载人月球探测工程登月阶段任务经中央政府批准启动实施,总体目标是2030年前实现中国人登陆月球。

我国载人登月的初步方案是:采用两枚运载火箭分别将月面着陆器和载人飞船送至地月转移轨道,飞船和着陆器在环月轨道交会对接,航天员从飞船进入月面着陆器。其后,月面着陆器将下降着陆于月面预定区域,航天员登上月球开展科学考察与样品采集。在完成既定任务后,航天员将乘坐着陆器上升至环月轨道与飞船交会对接,并携带样品乘坐飞船返回地球。

为完成这项任务,我国目前正在加紧研制长征十号运载火箭、新一代载人飞船、月面着陆器、登月服、载人月球车等装备。这里面,登月服的研制于2020年启动。由于登月不同于近地轨道任务,航天员在月球表明出舱活动时,将直面严酷的月面环境,高真空、低重力,月尘及月壤、复杂的月表地形、高低温、强辐射等复杂的环境因素都会对航天员的工作和防护造成重大影响。

中国载人航天工程副总设计师、中国首飞航天员杨利伟向观众展示中国登月服

因此,登月任务对航天服的工效保障能力提出了更高要求,登月服也比舱外航天服更复杂,技术含量更高。经过一系列的技术攻关,到今年4月份,登月服已完成方案研制工作,正在全面开展初样产品生产和各项试验。此次公开亮相并向社会发布登月服征名活动,说明研制进度十分顺利。

此次亮相的登月服,在外观上最直观的感受是威武,相较于空间站目前使用的舱外服,登月服比例更协调,也更合身,看上去更像是一件“铠甲”。这是因为设计师在设计时借鉴了中国传统铠甲的形态,整体造型硬朗刚毅,彰显出征的庄严气魄和非凡勇气,传递中华民族开拓进取、勇毅前行的意志精神。

登月服上身的装饰带还巧妙结合了飞天飘带的柔美与传统铠甲的刚强,不仅彰显了航天员的英勇与坚毅,更蕴含着刚柔并济的东方哲学智慧。而腿部装饰带则仿若火箭升空时的尾焰,与上身设计相呼应,共同营造出一种一往无前、冲天而起的动态美感,象征着中国航天的腾飞与崛起。

而在功能方面,登月服作为未来载人月球探测任务核心装备之一,有着更为严苛的性能要求和更为复杂的设计考量。由于月球表面的环境远比地球轨道更为恶劣,因此登月服在材料选择、结构设计、生命保障系统等方面都进行了全面的升级与改进。它不仅要能够抵御月球的高温和极低温差,还要能够应对月球表面的微小颗粒——月尘的侵袭。

外形威武,功能齐全,技术先进的中国登月航天服

此外,这款登月服还配备了先进的生命支持系统和通讯设备,以便航天员在复杂环境中保持最佳状态,并与地面指挥中心保持畅通无阻的沟通。登月服配备的一体化头盔采用全景式防眩光面窗,不出意外的话,面窗还可以作为计算机的显示面板,只是不知未来是否会搭配目视(眼球)追踪系统。在头盔右侧则集成长短焦距摄像机,能实现远景、近景的视频摄录。因为我国在月球上空有专门的中继卫星,因此可以通过头盔右侧的摄像机,将高清视频画面通过中继卫星传送到地球,也就说在登月成功的瞬间,身在地球的我们可以观看低延迟画面。

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