详解神七航天员出舱8大节点：出舱遇阻可撬舱门

白鹤

详解神七航天员出舱8大节点：出舱遇阻可撬舱门

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2008-09-27 07:25  来源：北京青年报
神七航天员首次出舱将穿国产“飞天”航天服（1／4张）
　　出舱遇阻航天员可撬舱门


　　昨日，神七飞船运行正常。图为舱外摄像头拍摄到的景象 　　出舱活动分为4个阶段———


　　传说中的孙悟空轻轻一个筋斗就能翻十万八千里，但航天员在太空中活动的每一步，却一点也不简单。航天员26日进行哪些出舱准备？出舱后又会做些什么？


　　中国航天员中心航天员选拔训练研究室主任吴斌告诉记者，出舱活动分为4个阶段：在轨组装、检查与训练段、出舱准备与过闸段、舱外活动段以及返回过闸段。其中最长的是第一阶段，历时14.5个小时；最危险和最难的，则是舱外活动段。


　　在这4个阶段中，航天员要经历数百个步骤，其中有6个关节点尤为重要。


　　■关节点一：穿衣


　　完全穿好重量120公斤的舱外航天服，需要数个小时。飞船发射时，舱外航天服打包固定在轨道舱壁上，因此，航天员首先要启封、组合，再把净化器、氧瓶、电池、无线电遥测装置等可更换部件装上航天服。在“钻”进服装后，还要对服装进行尺寸调整、气密性检查和全性能测试，一切正常，这才算“穿好”了舱外航天服。


　　在“穿衣”的过程中，2名航天员需要互相配合，一人操作时，另一人读操作手册并进行确认，以确保所有操作万无一失。


　　舱外航天服启封共分为21个操作单元，仅“解开舱外航天服包装物”就包含了12个大步骤，每个步骤又分为10多个动作。

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　■关节点二：在轨训练


　　穿上舱外服后，航天员进行移动和各种模拟操作，以体验失重状态下移动和操作的特点——毕竟，地面上用于失重训练的水槽，并不能提供真正的失重状态。同时，航天员还要找好开舱门的位置和手脚的着力点。


　　在大约100分钟的在轨训练中，航天员要把整个在轨准备和舱外活动预演一遍，以进一步熟悉出舱程序，但运动量不能太大，以防患上空间运动病。这些工作结束后，2名航天员将进行几个小时的休息。


　　■关节点三：搬家


　　神舟七号的轨道舱既是航天员的生活舱，又是航天员出舱活动的“过渡”地带即气闸舱。因此，在进入第二阶段——出舱准备与过闸段后，航天员要做的第一件事就是把轨道舱里不能耐受低压的物品转移到返回舱。这些物品包括食品、供水器、饮水嘴、尿液储箱管路、手持摄像机、医学检查用的血乳酸仪，等等。


　　当然，在“搬家”完成后，返回舱与轨道舱之间的门必须关上，否则，返回舱也成了真空、低压的“太空舱”了。


　　■关节点四：开门


　　要开启飞船通往太空的轨道舱门首先是解锁，然后拉着舱门的手柄把门开到60度。等到舱内外压力平衡，才能把舱门完全打开。碰上打不开的情况，还要用一个类似撬杠的工具把门“撬”开。出舱前，航天员还要给舱门罩上一个保护罩，以防止在出舱过程中发生剐蹭。


　　吴斌说，神六航天员对返回舱与轨道舱之间的门进行了开关操作。但他们是戴着舒适手套，穿着舱内航天服或舱内工作服来实施操作的，这些服装对人的限制都很小。这一次，神七航天员穿着结构复杂、内有40千帕余压的舱外航天服，又在失重手脚难找到发力点的情况下，每做一个动作都非常困难。


　　在失重模拟水槽中训练时，神七航天员的开门时间从最初的5分钟逐渐缩短到1分钟。神七飞行是航天员第一次在真正的失重和真空环境中开启飞船舱门，因此，开门时间没有规定。

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　　■关节点五：太空行走


　　实验材料递入舱内后，出舱航天员将沿着轨道舱壁行走。他身上有两条安全系绳与母船相联，每一步操作之前，都要先在舱壁的扶手上固定好安全系绳的挂钩，一根固定好了，另一根才能改变位置——对于太空行走，挂钩严格的交替换位，是一条最最重要的“军规”。


　　在失重的环境中，身体没有任何可以依靠的发力点。因此，航天员只能在安全系绳挂钩的帮助下，通过手在飞船舱壁把手上位置的改变来实现身体的移动。


　　■关节点六：返回


　　与出舱相反，航天员在进入轨道舱时，采用脚先头后的姿势。接下来，又是一系列与出舱相反的程序：关舱门，轨道舱复压。直到轨道舱内压力恢复后，航天员才能慢慢脱下舱外服。


　　等到轨道舱与返回舱压力确认为一致后，两舱之间的门被打开，出舱活动全部结束。届时，神舟七号的3名航天员，一定会拥抱在一起庆祝胜利。


　　■文/新华社记者


　　白瑞雪、孙彦新、田兆运


　　技术解析


　　小小舱门170多零件组成


　　专家详解轨道舱舱门研制历程———


　　神舟七号轨道舱的舱门是航天员迈向太空的大门，飞船结构与机构分系统副主任设计师游巍告诉记者，这是整个神七研制的难点和关键点之一。

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神七航天员出舱全程详解(图)（4／4张）
其中八个节点最关键

　　■80多张图纸170多个零部件


　　航天员穿上舱外航天服并充气后，最宽处达830毫米，而神六的轨道舱舱门宽度只有750毫米。为此，神七舱门进行了重新设计、生产，宽度增加到850毫米。


　　“这个新大门，不只是宽度增加那么简单。”游巍说，在真空、高低温等恶劣条件下，舱门能否打开？航天员穿上航天服后会很笨重，舱内空间有限，舱门向哪个方向打开，多大角度合适？一系列问题都需要解决。


　　小小舱门，却有80多张设计图纸，约20公斤重量，170多个零部件。


　　■两年试验，舱门经受了各种极端环境考验


　　舱门第一要确保能打开，第二确保能关闭，第三确保能密封，这些在地面很容易做到的事情，到了太空却成了大难题。游巍介绍，2004年9月生产出样机后，科研人员做了大量地面试验。

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【相关报道】神七航天员出舱全程详解 八个关节点点点重大（人民日报海外版）


　　舱门向外打开会影响密封；向里打开虽然相对安全，却会占用舱内空间，影响航天员活动。经过反复分析论证，舱门向内开启100度成为最佳选择。为测试太空环境下能否正常开关舱门，科研人员专门研制了一个真空罐，把舱门放在罐的中间，一边抽成真空状态，一边保持有大气状态，用一个机械手模拟航天员开关门，仅这项试验就花了半年时间。


　　舱门上的门轴也是一个难点，3次试验均不合格，连改3次。震动、冲击、加速度、热真空……两年时间里，舱门经受了各种极端环境考验，经历了大大小小无数次改动。


　　当航天员返回轨道舱时，必须确定舱门密封严实，安装在门框上的舱门快速检漏仪在短短几分钟之内就能判断出舱门是否关闭完好，并向航天员发送出“舱门关闭好了，可以脱下航天服”的确认信息。


　　■文/新华社记者 孙彦新 徐壮志


　　传说中的孙悟空轻轻一个筋斗就能翻十万八千里，但航天员在太空中活动的每一步，却一点也不简单。航天员9月２６日进行哪些出舱准备？出舱后又会做些什么？


　　中国航天员中心航天员选拔训练研究室主任吴斌告诉记者，出舱活动分为４个阶段：在轨组装、检查与训练段，出舱准备与过闸段，舱外活动段以及返回过闸段。其中最长的是第一阶段，历时１４．５个小时；最危险和最难的，则是舱外活动段。


　　在这４个阶段中，航天员要经历数百个步骤，其中有８个关节点尤为重要。

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　　关节点一：穿衣


　　即首次在太空中穿上舱外航天服。飞船发射时，舱外服是打包固定在轨道舱壁上的，因此航天员首先要启封服装，然后把各部分组合成一件完整的舱外服，再把净化器、氧瓶、电池、无线电遥测装置等可更换部件装上航天服。


　　在“钻”进服装后，还要对服装进行尺寸调整、气密性检查和全性能测试，一切正常，这才算“穿好”了舱外服。在“穿衣”的过程中，两名航天员互相配合，一人操作时，另一人读操作手册并进行确认，以确保所有操作万无一失。


　　关节点二：在轨训练


　　穿上舱外服后，航天员进行移动和各种模拟操作，以体验失重状态下移动和操作的特点——毕竟，地面上用于失重训练的水槽，并不能提供真正的失重状态。同时，航天员还要找好开舱门的位置和手脚的着力点。


　　在大约１００分钟的在轨训练中，航天员要把整个在轨准备和舱外活动预演一遍，以进一步熟悉出舱程序，但运动量不能太大，以防患上空间运动病。这些工作结束后，２名航天员将进行几个小时的休息。

白鹤

　关节点三：搬家


　　神舟七号的轨道舱既是航天员的生活舱，又是航天员出舱活动的“过渡”地带即气闸舱。因此，在进入第二阶段——出舱准备与过闸段后，航天员要做的第一件事就是把轨道舱里不能耐受低压的物品转移到返回舱。这些物品包括食品、供水器、饮水嘴、尿液储箱管路、手持摄像机、医学检查用的血乳酸仪，等等。


　　当然，在“搬家”完成后，返回舱与轨道舱之间的门必须关上，否则，返回舱也成了真空、低压的“太空舱”了。


　　关节点四：泄压


　　航天员再次穿上舱外服后，需要检查服装和舱对接系统的状态及气密性。在舱外服加压过程中，轨道舱慢慢泄压。轨道舱气压泄至３千帕时，舱外服与飞船的气液组合连接器断开，服装转入完全自主供氧和冷却。此时，舱外服里的压力是４０千帕——这是人体能够承受而又保证灵活性与气密性的压力值，轨道舱则逐步接近真空。


　　关节点五：开门


　　轨道舱气压降至两千帕左右，就可以开门了，航天员进入第三阶段——出舱活动。在太空中开门，讲究不少。首先是解锁，然后拉着舱门的手柄把门开到６０度。等到舱内外压力平衡了，再把门完全打开。碰上打不开的情况，就得用一个类似于撬杠的工具把门“撬”开。打开门、出舱之前，航天员还要给舱门罩上一个保护罩，以防止在出舱过程中发生剐蹭。最为困难的是，航天员始终需要用一只手固定身体，上述动作都是单手来进行的。


　　关节点六：出舱取实验材料


　　头先脚后，是航天员出舱的“标准动作”。按照计划，出舱航天员半个身子探出去后，首先要对着推进舱上的摄影头“打招呼”，然后取下放置在轨道舱外壁上的固体润滑材料，递给舱里的航天员。固体润滑材料是在飞船发射前安装在飞船舱壁上的，至航天员出舱取回时，材料预计共在外太空暴露４０个小时以上。国外经验表明，暴露４０小时以上即可获得试验效果。

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　关节点七：太空行走


　　实验材料递入舱内后，出舱航天员将沿着轨道舱壁行走。他身上有两条安全系绳与母船相联，每一步操作之前，都要先在舱壁的扶手上固定好安全系绳的挂钩，一根固定好了，另一根才能改变位置——对于太空行走，挂钩严格的交替换位，是一条最最重要的“军规”。


　　在失重的环境中，身体没有任何可以依靠的发力点。因此，航天员只能在安全系绳挂钩的帮助下，通过手在飞船舱壁把手上位置的改变来实现身体的移动。从这个角度看，与其说是太空漫步，不如说是“太空漫移”。


　　关节点八：返回


　　与出舱相反，航天员在进入轨道舱时，采用脚先头后的姿势。接下来，又是一系列与出舱相反的程序：关舱门，轨道舱复压。直到轨道舱内压力恢复后，航天员才能慢慢脱下舱外服。


　　等到轨道舱与返回舱压力确认为一致后，两舱之间的门被打开，出舱活动全部结束。届时，神舟七号的３名航天员，一定会拥抱在一起庆祝胜利。　（新华社北京９月２６日电）


　　关键字：神七，出舱，航天员，舱外航天服