眾所周知，截至目前，我國(guó)空間站階段的航天員出艙活動(dòng)已經(jīng)進(jìn)行了兩次并取得了圓滿成功。航天員出艙活動(dòng)與載人天地往返、交會(huì)對(duì)接一起，被稱為載人航天三大基本技術(shù)之一，對(duì)發(fā)展載人航天事業(yè)有著獨(dú)特而重要的作用，尤其是在組建空間站、進(jìn)行太空維護(hù)維修和太空救援等任務(wù)中作用巨大。下面就讓我們一起走近這項(xiàng)危險(xiǎn)又浪漫的任務(wù)。

太空環(huán)境闖四關(guān)?·

航天員出艙活動(dòng)也叫太空行走。出艙活動(dòng)是航天員脫離載人航天器或建在其他天體上的基地，依靠自身攜帶的生命保障系統(tǒng)，在太空中或其他天體表面工作和活動(dòng)，然后再返回載人航天器或基地的一系列過程的總稱。這里的載人航天器包括飛船、航天飛機(jī)、空間站和登月艙等。

太空行走是航天活動(dòng)中最危險(xiǎn)的任務(wù)之一。航天員離開航天器的保護(hù)，只身進(jìn)入茫茫太空，以近8千米/秒的速度漂浮在軌道上，同時(shí)面臨著真空、強(qiáng)輻射、失重和驟冷驟熱交替等嚴(yán)酷太空環(huán)境的考驗(yàn)。

首先在真空環(huán)境里，航天員如果失去有效防護(hù)，15秒內(nèi)就會(huì)因缺氧而喪失意識(shí)，30秒內(nèi)死亡。由于沒有大氣壓力，人體血液和體液會(huì)像煮開的水一樣“沸騰”，同時(shí)皮膚、組織和器官也會(huì)向外膨脹。

其次，太空沒有地球大氣和磁場(chǎng)的屏障，航天員將直接面對(duì)各種宇宙輻射，包括太陽(yáng)耀斑爆發(fā)期間噴射出來的太陽(yáng)射線、銀河系高能粒子，以及紫外線、紅外線、射頻輻射等非電離輻射。這些輻射會(huì)對(duì)人體造成不同程度的傷害，如果超過安全限值，會(huì)導(dǎo)致航天員患放射病，甚至危及生命。

再次，在太空失重環(huán)境中，航天員會(huì)發(fā)生前庭功能障礙，產(chǎn)生暈眩、惡心、嘔吐等“航天運(yùn)動(dòng)病”。長(zhǎng)期失重會(huì)造成人體內(nèi)鈣、磷、鎂等無機(jī)鹽的排泄增加，發(fā)生骨質(zhì)疏松和肌肉萎縮。

另外，太空中沒有空氣，對(duì)流消失，溫度變化非常劇烈?？臻g站90分鐘繞地球一圈，一半時(shí)間受太陽(yáng)照射，一半時(shí)間受地球阻隔，照射時(shí)溫度超過100攝氏度，阻隔時(shí)下降到零下100攝氏度。這種驟冷驟熱交替的極端環(huán)境下，航天員持續(xù)幾個(gè)小時(shí)的太空行走，是對(duì)身體和心理的極大考驗(yàn)。

航天員太空行走需要直面太空環(huán)境這4道關(guān)卡，而艙外航天服就是迎接考驗(yàn)的終極保障。

艙外航天服由服裝、頭盔、手套和航天靴等組成，其中最復(fù)雜的是服裝，從內(nèi)到外有6層。最里層是襯里和尿收集裝置；其次是散熱的液冷通風(fēng)層；三、四層分別是保持航天服內(nèi)壓力的加壓氣密層和限制加壓氣密層向外膨脹的限制層；第五層是隔熱層，應(yīng)對(duì)艙外極端溫差變化；最外層是保護(hù)層，由多種纖維復(fù)合織物制成，具有良好的柔軟性，耐穿透、耐磨損、耐高溫、耐燃燒、耐腐蝕、防輻射，并有其他裝具接口。

除此之外，艙外航天服還提供獨(dú)立的背包式生命保障系統(tǒng)、氣液電保障系統(tǒng)、測(cè)控和通信裝置，可以說是一個(gè)最微型的宇宙飛船。

太空行走準(zhǔn)備工作?·

在太空行走之前，航天員的出艙準(zhǔn)備工作也非常復(fù)雜。他們需要操作上百個(gè)設(shè)備，對(duì)專業(yè)知識(shí)、操作技能都提出了很高的要求。航天員要清楚任何一個(gè)設(shè)備的形狀、位置、操作方法、操作要領(lǐng)和關(guān)聯(lián)動(dòng)作，出艙前要準(zhǔn)備很多天，而且出艙當(dāng)天還要提前準(zhǔn)備數(shù)個(gè)小時(shí)。

航天員首先穿著艙外服，要進(jìn)行艙外服的系統(tǒng)檢查和艙外服艙載對(duì)接系統(tǒng)檢查，“鉆”進(jìn)服裝，對(duì)服裝進(jìn)行尺寸調(diào)整、氣密性檢查和全性能測(cè)試，確保一切正常?！按┮隆边^程中，兩名航天員互相配合，一人操作，另一人讀操作手冊(cè)確認(rèn)，確保所有步驟萬無一失。

第二步是開展在軌訓(xùn)練。穿上艙外服后，航天員要進(jìn)行移動(dòng)和各種模擬操作，以體驗(yàn)失重狀態(tài)下移動(dòng)和操作的特點(diǎn)。雖然在地面上有中性浮力水槽提供失重訓(xùn)練，但與真正的太空環(huán)境相比還是有較大差距。

同時(shí)，航天員要找好開艙門的位置和手腳的著力點(diǎn)。在軌訓(xùn)練過程中，航天員要把整個(gè)在軌準(zhǔn)備和艙外活動(dòng)預(yù)演一遍，以進(jìn)一步熟悉出艙程序，但運(yùn)動(dòng)量不能太大，以防患上空間運(yùn)動(dòng)病。這些工作結(jié)束后，航天員將進(jìn)行一段時(shí)間的休息。

最后是過閘程序和開門。航天員通過氣閘艙進(jìn)出空間站。航天員進(jìn)入氣閘艙后，關(guān)閉內(nèi)艙門，給艙外服加壓，同時(shí)進(jìn)行吸氧排氮，避免減壓病。

氣閘艙慢慢泄壓，泄至3千帕?xí)r，艙外服與飛船的氣液組合連接器斷開，服裝轉(zhuǎn)入完全自主供氧和冷卻。

當(dāng)氣壓降至1千帕左右，就可以打開外艙門。開門時(shí)先解鎖，等到艙內(nèi)外壓力平衡，再把門完全打開。出艙之前，航天員還要給艙門罩上一個(gè)保護(hù)罩，避免進(jìn)出艙發(fā)生剮蹭。這個(gè)過程中，航天員始終要用一只手固定身體，只靠單手完成所有動(dòng)作。

經(jīng)歷幾個(gè)小時(shí)的準(zhǔn)備，航天員才可以正式開展艙外活動(dòng)。

天地配合太空行走

航天員出艙進(jìn)行太空行走，會(huì)被物理規(guī)律所支配，這是極端危險(xiǎn)的工作，稍不注意就會(huì)被空間站彈飛到太空中，他們需要遵循一整套的行動(dòng)和技術(shù)規(guī)范。

根據(jù)國(guó)內(nèi)外專家計(jì)算和國(guó)際空間站的經(jīng)驗(yàn)，航天員出艙后將與空間站保持?jǐn)?shù)個(gè)不同的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡（和離艙點(diǎn)相關(guān)），而航天員的運(yùn)動(dòng)軌道通常是呈橢圓形。航天員離艙時(shí)所用力度、角度都將影響他在“太空飛行”時(shí)的軌道，力度和角度稍有偏差，就會(huì)掉入太空中，所以航天員必須擁有豐富的物理知識(shí)以及經(jīng)過千百次的訓(xùn)練，才能進(jìn)行太空行走。

艙外活動(dòng)時(shí)，航天員要扎牢安全繩索。為了方便航天員移動(dòng)，空間站艙外專門安裝了扶手，航天員可以像攀巖一樣移動(dòng)身體，這就要求臂力和體力都很好。我國(guó)空間站階段航天員在首次太空出艙行走時(shí)，一位通過傳統(tǒng)方式，依靠空間站艙外扶手運(yùn)動(dòng)，另外一位通過機(jī)械臂輔助運(yùn)動(dòng)。與此同時(shí)，地面測(cè)控中心各分系統(tǒng)密切配合，通過天鏈系列衛(wèi)星，建立通信連接，為地面實(shí)時(shí)觀測(cè)航天員出艙狀態(tài)、航天員與地面之間對(duì)話溝通提供了高速話音圖像中繼服務(wù)。

在天地協(xié)同、艙內(nèi)外密切配合下，兩位航天員完成了在機(jī)械臂上安裝腳限位器和艙外工作臺(tái)等工作，相互配合開展空間站艙外有關(guān)設(shè)備組裝等作業(yè)，協(xié)同完成空間站艙外全景相機(jī)抬升操作。

空間站階段第二次出艙活動(dòng)，兩位航天員先后完成了艙外擴(kuò)展泵組安裝、全景相機(jī)D抬升等任務(wù)，全過程順利圓滿，進(jìn)一步檢驗(yàn)了我國(guó)新一代艙外航天服的功能性能，檢驗(yàn)了航天員與機(jī)械臂協(xié)同工作的能力及出艙活動(dòng)相關(guān)支持設(shè)備的可靠性與安全性。

為了確保航天員太空行走安全，出艙活動(dòng)也要選擇最佳時(shí)間，這就是出艙窗口。

時(shí)間選擇要考慮人的安全和設(shè)備安全，盡可能安排在陽(yáng)照區(qū)?？臻g站在近地軌道運(yùn)行時(shí)，多次穿越南大西洋異常區(qū)，這一區(qū)域的異常輻射對(duì)電子設(shè)備、儀器有影響，對(duì)人體也有較大危害，因此出艙活動(dòng)安排必須避開該區(qū)域。

來源：中國(guó)航天報(bào)