月球和火星任务航天服使用需求与系统方案评估

为了保障NASA“太空愿景”（VSE）的完成，需要将人类送往月球和火星，其中包含了多种作业环境，在这些环境中航天员需要穿着舱内或舱外航天服。NASA提出了4种候选航天服体系结构，包含了从飞船发射、进入到微重力和行星表面舱外活动（EVA）保障任务高效完成的航天服数量和类型。本文进行的研究旨在确定VSE任务组成部分中航天服的使用和功能需求，确定当时的技术设计驱动因素，并为分析4种体系结构建立了相关权重因数。分析提出了对4种体系结构的选择建议。     

航天员的衣橱

载人航天初期，先驱们在短期飞行时从起飞到降落始终都穿着航天服。而在长期飞行阶段，乘坐“联盟”号飞船的航天员们只有执行动态（发射、降落、对接）作业时才穿当时的“隼”航天服。俄罗斯航天员从空间站出舱进行舱外活动时使用“奥兰”航天服。空间站上的航天员们多数时间都是穿着地面上的衣服（航天服里面是普通内衣）。     

“海鹰-M”航天服的辐射防护性能

为了评价航天服的辐射防护性能,对国际空间站轨道上进行舱外活动的一系列人体重要器官的衰减剂量进行计算。所得结果可以用来对在近地轨道穿着“海鹰-M”航天服工作的航天员进行较准确的辐射风险评估。“海鹰-M”航天服辐射穿透数据研究的计算方法可以用于确定即将进行舱外活动航天员的重要器官辐射剂量.     

用于火星任务的通用航天服方案

本文对一种适用于载人火星任务的通用航天服作了概念性的研究，并就航天服的应用分以下几种情况给予讨论：·星际飞行阶段及火星轨道运行阶段舱外活动的能力；·火星表面的舱外活动；·在下降／上升和交会过程中的穿着模式。本文对于舱外活动期间各种情况和条件以及对于航天服设计需求进行了讨论。高度的可靠性、有效性、安全性、维护性和适用性是选择航天服设计方案的主要考虑。     

解密“飞天”服

翟志刚穿着中国的"飞天"舱外航天服走出飞船,向全世界挥手致意,这意味着从此中国人不仅摆脱了地球引力的束缚,还摆脱了狭窄飞船对双手和自由的束缚,真正漂浮在深邃无垠的星际中。"飞天"服是中国迈向太空的一个崭新的起点。     

“飞天”服研制的背后

"一定要让我们自己培养的航天员穿着我们自己研制的舱外航天服圆满完成出舱活动任务",这是中国航天员科研训练中心所有人的共同追求和目标,目标背后,不为人知的是"飞天"舱外航天服的立项与研制之路。     

对新型航天服背入式穿脱系统的评估

舱外活动（EVA）期间的工作能力取决于航天员穿着的航天服，能够快速、安全地穿上航天服，这种能力对于使EVA有效时间最大化是至关重要的。独立穿着航天服的能力也是必需的，航天服的灵活性限定了工作空间的包络面。适宜的活动性也同样是最大化有效EVA时间所必需的，     

出舱活动飞船人机界面工效学设计及其研究进展

1965年3月18日前苏联航天员列昂诺夫完成上升2号飞船的首次出舱活动，并在太空停留了12分钟。同年6月，美国航天员怀特在双子星座4号飞船舱外停留了22分钟。航天员进行舱外活动不但证明了舱外航天服的保护下，人可以在太空中生存，同时也说明了可以在载人航天器舱外完成许多有益的工作，例如哈勃空间望远镜的修复、空间站的在轨组装与维修。因而，到2003年4月为止，世界各国共实现了257次出舱活动，     

俄罗斯“出舱-2”训练模拟器

人类在太空进行舱外活动无疑是世界航天领域的优秀成果之一。航天员穿着专门的航天服进行舱外活动时，可以完成各种试验和研究，并在载人航天器的外表面进行安装和修理工作。前苏联和美国的航天事业始于1964-1965年，苏联航天员阿列克谢·别昂诺夫进行了人类首次舱外活动，为后来的航天员舱外活动训练积累了大量经验。[第一段]     

舱外航天服的工效学问题及其研究方法

阐述了舱外航天服在航天员出舱活动(EVA)过程中的作用、舱外航天服工效设计对保障航天员生命安全和EVA质量的意义，以及航天服设计必须考虑的各类因素。并在此基础上探讨了航天服设计研究的主要手段与方法，强调了现阶段利用虚拟人体进行舱外航天服工效学分析的可行性。     

美国载人航天器上的出舱活动系统

“双子星”飞船。出舱活动航天服：1962年美国航空航天局花费21万美元研制“双子星”航天服。双予星G4C型为出舱活动航天服，由美国航天员穿着完成了首次出舱活动。这种型号服装的特点是手套有一定改进，手腕和手指的灵活性有所提高。另外该型航天服还能与“双子星”航天员机动装置匹配。     

国产“飞天”舱外航天服完全满足神舟-7飞行任务需要

2008年9月16日,中国载人航天工程新闻发言人王兆耀称,中国自主研制的舱外航天服,经过专家严格评审,各项技术指标完全满足神舟-7飞行任务需要。舱外航天服的右臂上由胡锦涛题词“飞天”,左臂上则有国旗,每套造价3000万元人民币左右。舱外航天服可为航天员出舱活动提供适当的大气压力、足够的氧气、适宜的温湿度,以保障航天员的生命活动需要;航天服具有足够的强度,     

美俄航天员舱外活动航天服

美俄航天员舱外活动航天服俄罗斯为和平号空间站上航天员制作的站外活动用航天服（左）和美国为航天飞机上航天员制作的舱外活动用航天服（右）美国《航空航天技术》周刊的编辑詹姆斯·Ｒ·阿斯科分别试穿俄罗斯的航天服（左）和美国航天服（右）美俄航天员舱外活动航天服...     

神舟-7载人飞船10月择机发射

2008年6月12日,中国载人航天工程办公室新闻发言人宣布,神舟-7载人航天飞行任务将于今年10月择机实施,担负飞行任务的航天员飞行乘组已经确定,3名航天员组成飞行乘组,3名航天员担任候补。任务实施期间,将由飞行乘组中2名航天员进入飞船轨道舱,穿着舱外航天服完成出舱活动准备,其中1名航天员出舱进行太空行走,并完成有关空间科学实验操作。按照飞行训练计划,     

有问题,请找航天员

河南郑州刘平问:飞船发射前,航天员要手提一个小箱子上飞船,那是做什么用的?航天员答:航天员手提的小箱子,实际上是一个便携式的航天服通风装置。登船前,航天员已经完成了一系列的准备工作,并穿好了舱内航天服。航天服由气密层和限制层组成,胸前左下方有一根内径25毫米的通风软管。穿着航天服后需要通过该软管对航天服内进行通风,才能使航天员处于比较舒适的状态,常压下通风流量为120升左右。航天员在地面穿着航天服     

在月球／火星重力环境下航天服的活动性评价

人们所预想的以及正在由美国国家航空及太空总署（NASA）计划的未来去月球和火星的人类探险任务，将包括广泛的这些星体上进行的舱外活动（EVA）。为了月球和火星的恶劣环境下工作和进行科学探险活动，航天员穿着防护性的航天服组件是必要的。在大量的舱外活动期间，首要考虑的就是在维持工作的有效性水平及航天员相对舒适的同时，需要提供加压航天服必要的适当的活动性特点。KC－135系列飞行器低重力飞行示范就是为了评价在模拟月球（1／6地球引力）和火星（0．37倍地球引力）环境下，阿波罗、航天飞机、MK－Ⅲ先进技术模型航天服和一般活动性能特性。     

载人航天器空间环境试验设备

载人航天器空间环境试验设备俗称"载人舱"。它是在地面条件下漠拟空间高真空、冷黑背景和太阳强辐照环境的"有人参与其中"的试验设备,用于载人飞船及各分系统在研制各阶段的性能检验、鉴定、验收试验,"人-船-服"联合试验,航天员出舱及舱外活动(俗称舱外行走)试验,特别是航天员系统的适应性试验、航天员的操作训练、心理素质的培养,以及舱外航天服、舱外活动机构、生保背包等的研制。     

全新超级神舟七号遨游太空

神舟七号飞船满载3名航天员飞行乘员组发射升空,乘员组中的2名航天员进入飞船轨道舱,身着舱外航天服完成出舱活动准备.他们中的1名航天员出舱进行了近半个小时的太空行走,并完成预定的空间科学实验操作.     

舱内失压下航天员热舒适度和散热量仿真

针对载人登月舱内失压应急返回过程中,不同条件下航天员穿着舱外航天服维持生存时的热舒适度问题,基于Matlab建立了人-航天服热模型。其中人体热模型基于Fiala模型建立,航天服热模型使用集总参数法建立。经过不同工况的对比,仿真结果与文献数据基本吻合,验证了模型的正确性。在此基础上,基于DTS热舒适度计算方法对不同失压紧急情况下的人体热舒适度进行了分析,得到了舱内不同环境下人体热舒适度、航天服所需散热量和通风气体湿度的变化规律,并提出了系统优化方案,为我国应急舱内压力防护系统的设计和生保方案制定提供了参考。     

航天服自动流量调节阀设计

在航天员出舱模拟训练系统中,需要外部支持系统来保证训练航天服模拟真实舱外航天服的使用环境,进行所需气体的供给,内部气体压力、流量的维持等。这些功能的完成需要对舱外航天服内部气体进行流量、压力的自动调整。文章根据流体力学原理推导出了一种流量调整机构设计方法,并对此方法进行了仿真验证。据此原理设计了舱外航天服训练用的自动流量调节阀,采用新型锥形调节结构技术、长距离弱信号高准确度传输及滤波技术、阀体开闭位置高精度检测及闭环控制技术等,实现了流量的远程自动闭环调整,并通过气体溢出流量的调整,改变舱外航天服内的压力,使气体流量变化精度不超过5mL/s,压力自适应调整精度不超过10Pa/s,有效进行了舱外航天服的压力和流量控制,通过航天员出舱模拟训练试验,验证了产品功能和性能指标,保证了出舱活动的顺利进行。