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中美俄航天服寿命指标差距断崖:美国100次,俄仅12次,中国意外

抖音快讯 2025年07月15日 13:01 2 admin
中美俄航天服寿命指标差距断崖:美国100次,俄仅12次,中国意外

太空对于人类的吸引力是非常强大,为了更好的探索,中美俄三大国也做出一些大胆的尝试,航天服更是帮助宇航员顺利执行任务的重要保障。

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不过三国之间在航天服寿命上有着明显差距,其中美国达到了100次,而俄罗斯仅仅只有12次,今年3月24日中国公布的结果更是令人意外,究竟是多少呢?

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美100次

美国国家航空航天局目前在国际空间站上使用的“当家花旦”是舱外机动单元,这套装备的来头不小,它的设计理念和性能指标,深深烙印着美国航天飞机时代的辉煌印记。

EMU的设计目标也相当豪横,满足100次航天飞机任务、15年的使用寿命。听起来是不是很厉害?

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但这高指标的背后,有一个关键前提,每次任务结束后,EMU都会被稳稳当当带回地球,在地面工厂里享受全方位的“体检、维修和保养SPA”,确保下次任务又能满血复活。

EMU的设计最核心的生命保障系统被安装在一个非气密的背包里,采用外挂方式与主服装连接。

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为了适应不同身材的航天员,EMU的躯干、四肢等关键部件都做了系列化的尺寸分型设计,每次任务前在地面进行“量体裁衣”式的组装,确保合身舒适。

不过,时代在变。随着航天飞机退役和国际空间站成为长期驻留平台,EMU的短板开始暴露。原本依赖地面深度维护的模式行不通了,在空间站上进行复杂的维修保养异常困难。

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同时,EMU在环境适应性、使用寿命后期维护性等方面,也难以满足未来更具挑战性的深空探测任务需求。因此,NASA早在21世纪初就启动了雄心勃勃的下一代舱外航天服计划XEMU。

尽管XEMU造价高达5亿美金,堪称“天价战袍”,并已吸引了全球目光,但其全面投入使用仍需时日。

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与此同时,商业航天的力量也不容小觑。SpaceX为其极具冒险精神的“北极星黎明”任务专门开发了一款新型舱外航天服。

这款服装是在其标志性的舱内航天服基础上深度改进而成,但关键性能得到了显著增强。它最大特点是远比国际空间站现役的EMU轻便简洁

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其主体采用了SpaceX“猎鹰”火箭和“龙”飞船上验证过的新型热管理织物和先进阻燃材料,但其航天服的设计理念,高度集成化、轻量化和提升宇航员活动能力,无疑为未来舱外服的发展提供了新的思路和可能性。

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俄仅12次

与美国追求高指标、高投入不同,俄罗斯在舱外航天服的发展上,走的是一条更加注重实用性和适应任务变化的道路,其代表作就是不断演进的“海鹰”系列。

“海鹰”的起源可以追溯到上世纪60年代中期,当时,为了雄心勃勃的苏联月球计划,“星星”公司提出了一种创新的半硬式航天服设计方案。

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进入80年代中期,空间站出舱任务日益复杂,对航天服的操作性要求更高。于是,“海鹰-DM”型诞生了。在之前的基础上增强了一层气密层织物的强度,提升了上肢尤其是手臂的活动性能。

它还设计了更先进的气动、液压联合控制板,增加了压力头盔的防护外壳,并为工作台加装了照明灯,显著提高了在黑暗太空中的操作便利性和可靠性。

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80年代末,随着“和平”号空间站任务的展开,“星星”公司对“海鹰-DM”进行了重大升级,研制出“海鹰-DMA”。进入21世纪,“海鹰”系列开始拥抱智能化。

2015年,“星星”公司推出了深度改进的“海鹰-MKC”型。

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它采用了自动温度控制系统,这是一个非常贴心的设计,系统可以根据航天员实时的冷热感受,自动调节液冷服入口的水温,确保航天员在舱外活动时的热舒适性。

更重要的是,它将舱外服最核心的气密层材料,从传统的橡胶升级为更耐用、性能更稳定的聚氨酯材料。这一材料革新,对延长航天服的使用寿命起到了关键作用。

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不过,即使经过半个多世纪的持续改进和六次大的型号迭代,俄罗斯航天服的设计寿命与美国相比仍有显著差距。以性能较好的“海鹰-DMA”型为例,其设计目标通常仅为完成大约12次太空行走任务,累计时间在50个小时左右。

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中国意外

当时间来到2025年3月21日,神舟十九号航天员蔡旭哲和宋令东身着中国自主研制的第二代“飞天”舱外航天服,圆满完成空间站第三次出舱活动时,中国航天服交出了一份令世界瞩目的成绩单。

中国航天员科研训练中心的专家刘东岳向外界透露了一个关键信息,目前,空间站舱外航天服性能良好,状态稳定,已经顺利保障空间站任务19次出舱活动,单件服装最高使用次数已达17次

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这个数字意味着什么?它意味着中国舱外服不仅稳定可靠,而且大幅超额完成了其设计寿命指标,在轨贮存3年,期间出舱使用次数不小于15次。这“17次+”的成绩,放在美俄两大航天强国设定的寿命标杆背景下,无疑是一个巨大的惊喜,甚至可以说是一个意外的突破。

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这份意外并非偶然,其背后是中国航天科研团队系统性、前瞻性的寿命管理策略在支撑。刘东岳详细解释了其中的关键,达到寿命指标后,我们的科研团队并没有停止工作,而是定期对空间站舱外航天服进行科学严谨的寿命评估

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中国建立了一套独特的天地联动的健康监测和寿命评估方法体系,这套体系的核心在于充分利用各种数据,科研人员深入挖掘航天服在轨工作期间产生的海量数据,结合地面进行的充分甚至严苛的模拟试验数据,开展了大量的材料级和产品级验证试验。

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通过这些扎实的工作,他们能够相对精准地评估出航天服当前的状态距离其理论寿命边界还有多远,识别出潜在的薄弱环节。

同时,为了确保每次出舱任务的绝对安全,科研团队结合在轨对航天服的定期“体检”和每次出舱任务前的专项检查,动态确认航天服的健康状态。

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中国舱外航天服的进步是阶梯式的。当前在空间站服役的是第二代“飞天”舱外航天服。回想2008年9月27日,神舟七号航天员翟志刚正是穿着第一代“飞天”服,完成了彪炳史册的中国人首次太空出舱活动,在浩瀚太空留下了中国人的足印。

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与初代相比,第二代“飞天”在多个维度实现了质的飞跃,单次出舱活动的最长可持续时间显著延长,达到8小时以上;活动关节的耐受能力提升了10余倍,这意味着航天员活动更自如、更不易疲劳;整体活动工效大幅提升。

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更重要的是,第二代服装具备了更好的测试性和维修性,便于在轨进行状态检查和必要的维护,这也是其能够实现延寿的重要技术基础。

中国航天服正在探索的,是一条在确保安全可靠性的同时,最大化利用效率、持续提升耐用性的特色发展之路。

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航天服寿命的“100、12、19”,绝非简单的数字竞赛。它折射出三国迥异的航天发展路径与技术哲学,航天服作为最贴近宇航员生命的“太空战甲”,其耐用性直接关乎任务成本与效率。中国“飞天”服的超期服役,展现了一种精细化的在轨资产管理智慧。

主要信源

史上首次商业太空行走看点多,环球时报

舱外航天服为何要“延寿”?知识帖来了,海报新闻

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