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神十二航天员已再次出舱!身穿3000万元航天服,为何不带回?

激动人心的时刻!目前,神舟十二号的两位航天员聂海胜和刘伯明已经相继成功出舱,进行中国空间站的第二次舱外任务。聂海胜三次上太空,这是他第一次进行太空行走。这次汤洪波没有出舱,他在天和核心舱内操作机械臂。

出舱的两位航天员都是身着我国自主研发的第二代飞天航天服,上次的太空行走任务已经证实我国的舱外航天服十分可靠。那么,飞天航天服有多贵?真的只能穿5次就要扔掉吗?能不能带回地球上?

早在2008年的神舟七号,航天员翟志刚实现了中国航天史上的首次出舱活动,当时刘伯明半个身体探出舱外。由于是我国的第一次太空行走任务,很多方面没有经验,为了确保安全,刘伯明当时穿的是俄罗斯的海鹰舱外航天服,翟志刚穿的是我国制造的第一代飞天航天服。

在出舱任务期间,舱外航天服的可靠性十分重要,这与舱内航天服相差很大。因为太空环境十分险恶,来自太阳和宇宙的辐射十分致命,太空中没有氧气,还有各种太空垃圾飘荡在太空中。

另外,太空中有着十分极端的温度,被太阳照射部分的温度高达120 ℃,而背向太阳的那一侧温度低至-160 ℃。因为太空没有空气对流,当太阳光照射到物体上时,热量只能通过热辐射散掉一点,所以温度会变得非常高。另一方面,整个宇宙的平均温度极低,只有-270.42 ℃,仅高于绝对零度2.73 ℃,所以没有太阳照射时温度又会变得极低。

因此,太空行走对航天服的要求非常高。在神舟七号之前,我国引进了9套俄罗斯的海鹰舱外航天服,其中6套用于训练,3套用于太空出舱任务。同时,我国也开始了第一代舱外航天服的研制。

舱外航天服非常复杂,需要实现温度和气压的控制、氧气供应和二氧化碳处理、防辐射、通信等一系列重要功能,这就像一艘功能完善的小型宇宙飞船一样,第一代飞天舱外航天服经过多年的研制才成功投入应用。由于神七的舱外活动时间并不长,只有大约20分钟,所以第一代飞天航天服的4个小时生命保障时间足够用了。

但到了神十二的舱外活动,任务时间延长至七八小时左右,所以需要更强大的舱外航天服。经过多年的改进,我国终于研制出了第二代飞天航天服,其生命保障时间超过8小时,足以满足此次任务需要。第二代的可靠系数延续了第一代的优异性能,达到了0.997,经受住了实战的检验。

目前,全世界只有三个国家有能力研制舱外航天服,除了中国和俄罗斯之外,还有一个是美国。由于航天员太空出舱活动和载人登月的需要,美国在上个世纪六十年代开始开发舱外宇航服。

到了上世纪70年代,美国开始研制可重复往返太空的航天飞机,同时也在研制新一代舱外宇航服――舱外机动套装(EMU),它犹如一艘贴身的太空飞船,能为出舱活动的宇航员保驾护航。

当时,美国总共制造出了18套舱外宇航服,第一套只用于验证,第二套在地面测试中被毁。1986年挑战者号航天飞机事故和2003年哥伦比亚号航天飞机事故,各损失了两套。2015年SpaceX在执行给国际空间站运送物资的任务时,猎鹰9号运载火箭升空不到三分钟发生爆炸,又损失了一套。

因此,当年的舱外宇航服只剩下11套。由于其中7套已经老化严重,现在能用的只有4套,而且也处于老化之中。美国舱外宇航服的设计寿命为15年,经过维护可以用到30年。

据估计,美国的舱外宇航服每套造价为1.5亿美元,相当于9.7亿元人民币。由于能用的舱外宇航服接近寿终正寝,自2009年以来,美国宇航局已经投入了超过2亿美元(13亿元)用于开发新的舱外宇航服,但12年过去了还没有见到成品。因为舱外宇航服太过复杂,现在从零开始制造一套可能需要高达2.5亿美元,折合人民币16.2亿元,所以美国迟迟没有造出来。

相比之下,我国飞天舱外航天服的造价要低得多,一套只要3000万元。当然,成本低并不是因为传言中只能用5次就要丢掉,而是中国航天一直有着“花小钱、办大事”的传统。

飞天舱外航天服至少可以用5次,参照美国的经验,如果维护得当,使用寿命将会大大延长,重复用15次不是问题。由于中国空间站长期有人驻守,经常有航天员会进行舱外活动,所以舱外航天服不会带回地球。