宇航員的“無(wú)縫天衣”-鄭州市第一〇二高級(jí)中學(xué)

經(jīng)過(guò)5天成功飛行后，我國(guó)第二艘載人飛船"神舟六號(hào)"，于10月17日凌晨安全返回地面。這一壯舉標(biāo)志著我國(guó)在發(fā)展載人航天技術(shù)、進(jìn)行有人參與的空間試驗(yàn)活動(dòng)方面取得了又一個(gè)具有里程碑意義的重大勝利。
    "神舟六號(hào)"宇航服在上?？萍拣^亮相，造價(jià)約300萬(wàn)元！在1830平方米的"宇航天地"展區(qū)內(nèi)，最珍貴的展品不是火箭，也不是衛(wèi)星，而是一套白色的宇航服。據(jù)專(zhuān)家介紹，這套宇航服是我國(guó)最新款的，也是我國(guó)第一套向公眾展示的宇航服。它曾經(jīng)伴隨著"神五"，伴隨著楊利偉進(jìn)入過(guò)太空，而今年秋天宇航英雄費(fèi)俊龍、聶海勝披著它踏上了"神六"的征程。
    我們常用"天衣無(wú)縫"這句成語(yǔ)，來(lái)比喻事物完美自然，沒(méi)有一絲破綻和缺點(diǎn)?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛躍發(fā)展，使這神話(huà)中的無(wú)縫"天衣"終于問(wèn)世了，它就是"太空宇航服"。我國(guó)"神舟五號(hào)"載人宇宙飛船2003年10月15日發(fā)射成功，首位進(jìn)入太空的宇航員楊利偉就身著這樣一件"天衣"。這件連體宇航服屬艙內(nèi)宇航服，重量約10千克，是用一種特殊的高強(qiáng)度滌綸做成的，其主色調(diào)是乳白色的，局部鑲有天藍(lán)色邊線。宇航服心臟部位有一個(gè)可以擰動(dòng)的圓形裝置，用來(lái)調(diào)節(jié)衣服內(nèi)的壓力、溫度和濕度。衣服右腹部處有一根細(xì)管，是宇航員的通信工具；左腹部處有兩條管路，是給宇航員供氧和排放二氧化碳的設(shè)備。
    宇宙航行需要"無(wú)縫天衣"
    我們知道，迷人的宇宙太空對(duì)于人類(lèi)來(lái)說(shuō)，又是非常惡劣的環(huán)境。那里是一個(gè)高度真空的世界，沒(méi)有可供人類(lèi)呼吸的空氣，也就沒(méi)有大氣壓力。那里的溫度也非常奇怪，炎熱的太陽(yáng)直接照射的一側(cè)，溫度上升很快，而沒(méi)有太陽(yáng)照射時(shí)，太空溫度極低。另外，強(qiáng)烈的宇宙輻射和飛來(lái)的太空隕石，也是威脅宇航員生命的巨大危險(xiǎn)。一旦宇航員離開(kāi)了飛船，宇航服外面是真空，宇航服里面有一定的大氣壓強(qiáng)，就會(huì)因膨脹而爆裂。所以宇航服的強(qiáng)度要非常高。宇航員的生命安全，就全靠一身"天衣無(wú)縫"的宇航飛行服來(lái)保護(hù)。
    即使僅僅是艙內(nèi)宇航服，考慮宇航員在天上飛行的時(shí)候，我們的座艙，包括返回艙和軌道艙都是密封的，而茫茫宇宙空間都是真空世界，艙里頭保證一個(gè)大氣壓強(qiáng)，和平常的地球一樣，但是有可能萬(wàn)一遇到特殊情況，這個(gè)艙施壓了，宇航員在里面就隨時(shí)有生命危險(xiǎn)，所以他必須穿著宇航服。比如在1971年，蘇聯(lián)宇宙飛船"聯(lián)盟11號(hào)"完成了宇航飛行的實(shí)驗(yàn)任務(wù)以后，在返回地球的過(guò)程中，宇航員心情激動(dòng)，提前脫下了沉重的宇航服，可是沒(méi)有想到密封的返回艙有一個(gè)閥門(mén)發(fā)生了故障，剎那間，宇宙飛船艙內(nèi)空氣泄漏一空，宇航員在真空中窒息死亡，釀成宇航史上的一幕悲劇。
    另外，為了保證宇航員的正常生活，宇航服里頭得有通氧氣和氮?dú)獾墓艿?，讓宇航員能正常地呼吸，還能把濕氣排除。"無(wú)縫天衣"是集安全生活和通信要求為一體的復(fù)雜系統(tǒng)，同時(shí)又要能活動(dòng)靈活，完成宇宙探險(xiǎn)任務(wù)。
    層層設(shè)防的"無(wú)縫天衣"
    "無(wú)縫天衣"宇航服，無(wú)論是艙外衣還是艙內(nèi)衣，都必須嚴(yán)格符合這樣的要求：首先要有良好的保暖性能，無(wú)論是在高溫環(huán)境或低溫環(huán)境，都能使宇航員保持恒溫舒適的環(huán)境；第二，封閉性能要好，在宇航服中需要充氣加壓，保持一個(gè)大氣壓強(qiáng)的環(huán)境；第三，要求具有防宇宙射線輻射，經(jīng)受微小隕石打擊的能力；最后還要靈活機(jī)動(dòng)，重量要輕，以利于宇航員的行走。除了這些，還要求防火、防脹、防變形，外觀還要美觀……
    你知道嗎，一件登月"太空宇航服"，竟有15層之多，真可謂"層層設(shè)防"，是真正現(xiàn)代科技的"無(wú)縫天衣"！從性能看，它主要有以下5道防線：
    第一道為內(nèi)衣層，要求既輕，又軟，還有彈性，能傳熱，又能透氣。內(nèi)衣層里有一條奇妙的腰帶，藏有一套復(fù)雜的微型監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，負(fù)責(zé)記錄宇航員生理上（心率、體溫、呼吸）的各種數(shù)據(jù)，以及太空服內(nèi)部的溫度、輻射劑量的數(shù)據(jù)，作為對(duì)宇航員的動(dòng)態(tài)監(jiān)控。
    第二道為調(diào)溫層，用的是新技術(shù)"熱管液體調(diào)溫"，在這一層里排列有大量聚氯乙烯細(xì)管，管中流有一種液體，通過(guò)液體的流動(dòng)可以調(diào)節(jié)太空服的溫度，效率很高。溫度有三個(gè)檔次可供選擇，由宇航員自己控制。
    第三道為加壓層，是用特種橡膠制成的密封充氣層，充滿(mǎn)一個(gè)大氣壓強(qiáng)的空氣，因?yàn)樵谟钪嬲婵罩斜仨毞乐沟蜌鈮骸?br/>    第四道為約束層，有兩個(gè)作用，把第三層約束成衣服外形，同時(shí)協(xié)助最外層抵御微小隕石的襲擊。它還有極好的隔熱效能，阻止內(nèi)外熱量交流。
    第五道為保護(hù)層，利用特殊合成纖維制成的高強(qiáng)度"防彈衣"，要抵御像槍彈一樣飛來(lái)的微小隕石的襲擊，又要能吸收宇宙射線的能量。
    在研制"無(wú)縫天衣"太空服時(shí)，科學(xué)家和技術(shù)人員花費(fèi)了大量精力，對(duì)各種新材料進(jìn)行試驗(yàn)，挑選符合要求的材料。最后成功制成了"登月太空服"，上面是透明的頭盔，加上背上的"旅行背包"，總重量有100多千克。
    這個(gè)"旅行背包"可重要了，它是一個(gè)完整輕便的生命維持系統(tǒng)，后背上的生命維持裝置包括氧氣瓶、水罐、通風(fēng)裝置以及泵和過(guò)濾裝置，一個(gè)調(diào)節(jié)空氣和冷卻水溫的調(diào)節(jié)器以及一組高效銀-鋅電池。氧氣供宇航員呼吸、以及使宇航服內(nèi)產(chǎn)生通風(fēng)和壓力。在"旅行背包"的下端是一個(gè)備用的氧氣包和兩個(gè)球形的氧氣罐（在主要裝置失靈時(shí)，它可提供30分鐘的氧氣）。"旅行背包"的上端是一個(gè)帶天線的無(wú)線電設(shè)備，可以與地面聯(lián)系。宇航員通過(guò)胸部的控制器，控制和調(diào)節(jié)生命維持裝置，這就像按動(dòng)相機(jī)的快門(mén)那樣簡(jiǎn)單。     你看，如此復(fù)雜的太空宇航服與外界完全隔離，必須絕對(duì)是"無(wú)縫天衣"，如果有一絲縫隙，那將直接威脅宇航員的生命安全！
    最昂貴、最沉重的"無(wú)縫天衣"
    世界上最早的這套登月"太空宇航服"，是用當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的技術(shù)、最優(yōu)異的材料制造出來(lái)的，是世界上最昂貴的服裝（它的外表還要鍍上一層黃金，目的是反射各種輻射），耗資高達(dá)100萬(wàn)美元之上！如果加上研制試驗(yàn)費(fèi)用，數(shù)字更為驚人。
    它還是世界上最沉重的服裝，重量達(dá)100千克以上，要是在地球上穿上它，你會(huì)寸步難行?？墒窃谠虑蛏希闹亓繀s變成只有近20千克了，因?yàn)樵虑虮砻娴囊χ挥械厍虻?/6。在月球上，宇航員自身的體重也只有地球上的1/6，所以宇航員可以在月球上輕松跳躍式地前進(jìn)。
    隨著宇航計(jì)劃的逐步實(shí)施，從1964年人類(lèi)第一次漫游太空，到1969年美國(guó)宇航員在月球邁出第一步，太空宇航服都成功地完成了使命。在后來(lái)的幾十次太空飛行中，太空服又經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)，成本有所降低，重量也有所下降，它們伴隨著宇航員完成了一次又一次的壯舉。
    最早的太空宇航服都是預(yù)先定做的，根據(jù)每個(gè)宇航員的身體高矮胖瘦量體制作，費(fèi)工費(fèi)時(shí)。而且如此昂貴的宇航服，僅使用一次后即送到博物館展覽，實(shí)在有些浪費(fèi)。當(dāng)航天飛機(jī)出現(xiàn)之后，由于宇航員要頻繁來(lái)往于太空和地球之間，原來(lái)定做的加工方式不能適應(yīng)了。
    現(xiàn)在航天飛機(jī)宇航員使用的太空宇航服，已經(jīng)不是定做的了。它是根據(jù)人體的形狀，把宇航服分成幾部分制作，每部分都有幾種型號(hào)：從"特大"到"特小"順序排列，然后成批生產(chǎn)。每個(gè)宇航員只要從中選擇合身的各部分，重新加以組合，就可以得到一套滿(mǎn)意的宇航服。而且宇航服使用以后，可以把它小心地拆卸開(kāi)來(lái)，對(duì)各部分認(rèn)真清洗后，組裝起來(lái)再次使用，一般使用壽命達(dá)15年左右。而目前最新款式的宇航服壽命可達(dá)25年，能保證宇航員"外出"25次，每次可在航空器外連續(xù)呆６個(gè)小時(shí)。
    "無(wú)縫天衣"宇宙航天服的制作技術(shù)，與我們?nèi)粘Ｉ钜灿新?lián)系，有些新材料可以提高我們的生活質(zhì)量，比如在保暖襯衫和防寒服中就可以使用，另外在消防服、潛水服、防毒面具和各種密封技術(shù)中，都可以大顯身手。
    "無(wú)縫天衣"太空宇航服，是人類(lèi)智慧的結(jié)晶，為我們?nèi)祟?lèi)作出了卓越的貢獻(xiàn)，必將載入科技發(fā)展的史冊(cè)。