内行看门道！天和航天员出舱任务为何吸引全球目光？解读舱外活动3大关键技术_风闻

【4日，在北京航天飞行控制中心大屏拍摄的航天员在舱外工作场面。】

天和核心舱航天员出舱全过程直播估计不少人都看了，相信看完后，大多数人感受到的都是“不明觉厉”四个字。

这个词啥意思呢——虽然过程看不太懂，但感觉很厉害。

央视直播时主要播放的是重点镜头，而且由于身处太空有很多画面都是静默的，绝大多数观众都不是航天专业人士，看不太明白也属正常。

【中国航天员出舱（图源：央视直播）】

有鉴于此，作者君特撰此文，为大家简单讲讲此次出舱行动背后的奥秘，至少读完本文后，各位对此次中国航天员的舱外行动将会有更深入的了解。

第一，中国空间站上的“断龙石”——节点舱金庸笔下《神雕侠侣》里过儿和姑姑生活的地方是在古墓派的“活死人墓”。

话说这“活死人墓”甚是奇特，平常与世隔绝不说，墓门口上还有一处“断龙石”，李莫愁杀入墓中时，小龙女不敌，于是当机立断放下“断龙石”，彻底封住古墓派进出通道，要与那女魔头同归于尽。

天宫空间站上，也有这么一处功能类似隔绝内外的“断龙石”，名字叫作“节点舱”。

【端头红圈处为“节点舱”，也叫“气闸舱”】

众所周知，太空环境对人体来说是致命的，人一旦暴露在太空中将很快失去生命，因此航天员要离开空间站，就必须采用一套复杂的出舱活动流程，避免生活科研为主的生活舱与太空直接接触，所以就有了“气闸舱（节点舱）”的诞生。

这个“气闸舱”有两道门，一道与生活舱连接，另一道打开便是太空。航天员要到空间站外边，首先得进入“气闸舱”，穿好宇航服，然后将两道门紧紧锁住。

紧接着“气闸舱”里的空气被迅速抽出，基本成为与外界太空一样的真空，这时航天员才会打开与太空连接的那道“出舱舱门”，走到空间站外。

【气闸舱上与太空相连的“出舱舱门”（图源：央视直播）】

航天员从外面回来，则是把之前的步骤逆向操作一遍，先在“气闸舱”内注入空气，气压上升到与生活舱一致，然后才会脱下宇航服，并打开“气闸舱”连接生活舱的那道门，回到生活舱中。

“气闸舱”能最大程度避免空间站宝贵空气的泄露，而且宇航员如果从外面带了什么有害物质或病菌，也可在此处解决，避免带进人员生活舱中，所以“气闸舱”其实也是一道保障空间站安全的检验措施。

“气闸舱”技术是一项不折不扣的顶级科技，对材料科学、控制系统、工业制造水平都有着极高的要求，目前世界上只有中美俄才完全掌握了“气闸舱”的设计制造方法。

【箭头所指为生活舱与气闸舱相连的那道门（图源：央视直播）】

额外再说个小细节，直播时细心的观众应该发现开舱门前地面控制人员大声说了一句“吸氧排氮”。

那么什么是“吸氧排氮”呢？

人体中气体成分和空气一样，氧气占21%，氮气约占79%，航天员进入太空时，由于太空是真空，人体中的气体会猛地向体外逸出，给人体造成皮肤发痒、肌肉疼痛、胸闷等不良症状。

因此航天员出舱前需要吸氧置换体内留存的氮气，这样他们出舱进入太空时，身体机能才不会受到影响，这个过程，就叫“吸氧排氮”。

【气闸舱内部看气闸舱与生活舱相连的那道舱门（图源：央视直播）】

第二，令人难以想象的“黑科技”——航天服从广义上讲，航天服有内外两层，内层为液冷服，即下图上航天员所穿的这套蓝色服装。

这套贴身衣服也是个“黑科技”，其主要作用是帮助人体散热。这件薄薄的衣服里包含有一套“液冷系统”，它可以通过冷液循环带走人身上多余的热量，然后热量被送入航天器背包中进行处理。

具体原理比较复杂，我就不赘述了，只告诉大家它的效果——只要提供能源，可以一直保持恒温20°C。

换句话说，如果您在家里穿上这么一件贴身衣物，无论是大雪纷飞的严冬，还是暑气蒸腾的盛夏，身上永远保持着20°C的宜人温度。

【航天员身着的蓝色“液冷服”（图源：央视直播）】

科幻吗？

很科幻。

但是，这就是科技改变人类！

当然，目前这么一套衣服的价格还非常感人，原则上家里有矿也买不起，也买不到，要真正实现民用，估计还得再等等才行。

至于外层的航天服，技术含量一点不比内层这套液冷服少。

它是由多种纤维复合织物制成，其中包括高等级防弹背心材料，具有良好的柔软性、耐穿透、耐磨损、耐高温、耐燃烧、耐腐蚀、耐辐射。用大家通俗一点的说法讲，就是“刀枪不入、水火不侵”，和黑熊怪偷的唐僧那件佛门至宝“锦澜袈裟”，实有异曲同工之妙。

【中国航天员宇航服（图源：央视直播）】

第三，凌波微步——太空舱外活动先进技术看到这里，估计会有些读者会问了，空间站上没引力，行动困难些可以理解，但称之为“先进技术”是不是有点太过了？

坦白说，一点都不为过，因为就算是普通活动，在空间站外部行动也是高科技级别的。

这一次航天员天和核心舱的舱外活动，我们看到的是航天员抓着把手前行，安全相对有保障。

但是，空间站并不是在地球上，它是在太空中，十万火急的情况随时都可能发生，比如空间站被微型陨石击中发生空气泄漏。这时航天员根本没有时间抓着把手一步步挪过去，而只能选择直接“飞”到修理点处理问题。

【中国空间站】

这是一项具有极端危险性的工作，稍不注意舱外的航天员就会被空间站弹飞到太空中，所以空间站宇航员的“舱外活动”是一整套严肃的科学技术。

航天员在出舱进行“太空飞行”时，将严格被物理规律所支配，根据国内外专家的计算以及国际空间站的经验，航天员出舱后将与空间站保持数个不同的相对运动轨迹（和离舱点相关），航天员的运动轨道通常是呈椭圆形。

而航天员离舱时所用力度、角度，都将影响他在“太空飞行”时的轨道，力度角度稍有偏差，就会掉入太空中，所以航天员必须拥有丰富的物理知识以及经过千百次的训练，才能在太空中进行离舱飞行活动。

现在中国航天员已完成扶手行走，加上以后个人微动力太空移动装置的逐步完善，我们完全可以期待在不久的将来，中国宇航员在太空中真正实现离站行走的“凌波微步”。

最后再说上几句，中国航天在美国的封锁下，一步步自主走到今天完全是一场伟大的奇迹。

就拿前文提到的“液冷服”来说，我所看到的最早一份资料日期是在上世纪九十年代初期，那是一篇计算航天员“产热和散热”的论文。航天医学专家在其中严格计算出了人体热量的具体数据，计算出了“液冷服”冷却所需要的功率。

由此可见早在九十年代初期，中国对太空服的自主研究就已起步，经过长达十几年的艰难摸索，才真正生产出了杨利伟将军首次飞天时所使用的航天服，这充分表明，正是靠着一代代航天人永不言败的精神和坚持不懈的付出，才有今日中国航天的辉煌成就。

向中国航天、中国航天人，致以最崇高的敬意和问候！

梦醒锦官城