太空對(duì)于人類的吸引力是非常強(qiáng)大，為了更好的探索，中美俄三大國也做出一些大膽的嘗試，航天服更是幫助宇航員順利執(zhí)行任務(wù)的重要保障。

不過三國之間在航天服壽命上有著明顯差距，其中美國達(dá)到了100次，而俄羅斯僅僅只有12次，今年3月24日中國公布的結(jié)果更是令人意外，究竟是多少呢？

美100次

美國國家航空航天局目前在國際空間站上使用的“當(dāng)家花旦”是艙外機(jī)動(dòng)單元，這套裝備的來頭不小，它的設(shè)計(jì)理念和性能指標(biāo)，深深烙印著美國航天飛機(jī)時(shí)代的輝煌印記。

EMU的設(shè)計(jì)目標(biāo)也相當(dāng)豪橫，滿足100次航天飛機(jī)任務(wù)、15年的使用壽命。聽起來是不是很厲害？

但這高指標(biāo)的背后，有一個(gè)關(guān)鍵前提，每次任務(wù)結(jié)束后，EMU都會(huì)被穩(wěn)穩(wěn)當(dāng)當(dāng)帶回地球，在地面工廠里享受全方位的“體檢、維修和保養(yǎng)SPA”，確保下次任務(wù)又能滿血復(fù)活。

EMU的設(shè)計(jì)最核心的生命保障系統(tǒng)被安裝在一個(gè)非氣密的背包里，采用外掛方式與主服裝連接。

為了適應(yīng)不同身材的航天員，EMU的軀干、四肢等關(guān)鍵部件都做了系列化的尺寸分型設(shè)計(jì)，每次任務(wù)前在地面進(jìn)行“量體裁衣”式的組裝，確保合身舒適。

不過，時(shí)代在變。隨著航天飛機(jī)退役和國際空間站成為長期駐留平臺(tái)，EMU的短板開始暴露。原本依賴地面深度維護(hù)的模式行不通了，在空間站上進(jìn)行復(fù)雜的維修保養(yǎng)異常困難。

同時(shí)，EMU在環(huán)境適應(yīng)性、使用壽命后期維護(hù)性等方面，也難以滿足未來更具挑戰(zhàn)性的深空探測任務(wù)需求。因此，NASA早在21世紀(jì)初就啟動(dòng)了雄心勃勃的下一代艙外航天服計(jì)劃XEMU。

盡管XEMU造價(jià)高達(dá)5億美金，堪稱“天價(jià)戰(zhàn)袍”，并已吸引了全球目光，但其全面投入使用仍需時(shí)日。

與此同時(shí)，商業(yè)航天的力量也不容小覷。SpaceX為其極具冒險(xiǎn)精神的“北極星黎明”任務(wù)專門開發(fā)了一款新型艙外航天服。

這款服裝是在其標(biāo)志性的艙內(nèi)航天服基礎(chǔ)上深度改進(jìn)而成，但關(guān)鍵性能得到了顯著增強(qiáng)。它最大特點(diǎn)是遠(yuǎn)比國際空間站現(xiàn)役的EMU輕便簡潔。

其主體采用了SpaceX“獵鷹”火箭和“龍”飛船上驗(yàn)證過的新型熱管理織物和先進(jìn)阻燃材料，但其航天服的設(shè)計(jì)理念，高度集成化、輕量化和提升宇航員活動(dòng)能力，無疑為未來艙外服的發(fā)展提供了新的思路和可能性。

俄僅12次

與美國追求高指標(biāo)、高投入不同，俄羅斯在艙外航天服的發(fā)展上，走的是一條更加注重實(shí)用性和適應(yīng)任務(wù)變化的道路，其代表作就是不斷演進(jìn)的“海鷹”系列。

“海鷹”的起源可以追溯到上世紀(jì)60年代中期，當(dāng)時(shí)，為了雄心勃勃的蘇聯(lián)月球計(jì)劃，“星星”公司提出了一種創(chuàng)新的半硬式航天服設(shè)計(jì)方案。

進(jìn)入80年代中期，空間站出艙任務(wù)日益復(fù)雜，對(duì)航天服的操作性要求更高。于是，“海鷹-DM”型誕生了。在之前的基礎(chǔ)上增強(qiáng)了一層氣密層織物的強(qiáng)度，提升了上肢尤其是手臂的活動(dòng)性能。

它還設(shè)計(jì)了更先進(jìn)的氣動(dòng)、液壓聯(lián)合控制板，增加了壓力頭盔的防護(hù)外殼，并為工作臺(tái)加裝了照明燈，顯著提高了在黑暗太空中的操作便利性和可靠性。

80年代末，隨著“和平”號(hào)空間站任務(wù)的展開，“星星”公司對(duì)“海鷹-DM”進(jìn)行了重大升級(jí)，研制出“海鷹-DMA”。進(jìn)入21世紀(jì)，“海鷹”系列開始擁抱智能化。

2015年，“星星”公司推出了深度改進(jìn)的“海鷹-MKC”型。

它采用了自動(dòng)溫度控制系統(tǒng)，這是一個(gè)非常貼心的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)可以根據(jù)航天員實(shí)時(shí)的冷熱感受，自動(dòng)調(diào)節(jié)液冷服入口的水溫，確保航天員在艙外活動(dòng)時(shí)的熱舒適性。

更重要的是，它將艙外服最核心的氣密層材料，從傳統(tǒng)的橡膠升級(jí)為更耐用、性能更穩(wěn)定的聚氨酯材料。這一材料革新，對(duì)延長航天服的使用壽命起到了關(guān)鍵作用。

不過，即使經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的持續(xù)改進(jìn)和六次大的型號(hào)迭代，俄羅斯航天服的設(shè)計(jì)壽命與美國相比仍有顯著差距。以性能較好的“海鷹-DMA”型為例，其設(shè)計(jì)目標(biāo)通常僅為完成大約12次太空行走任務(wù)，累計(jì)時(shí)間在50個(gè)小時(shí)左右。

中國意外

當(dāng)時(shí)間來到2025年3月21日，神舟十九號(hào)航天員蔡旭哲和宋令東身著中國自主研制的第二代“飛天”艙外航天服，圓滿完成空間站第三次出艙活動(dòng)時(shí)，中國航天服交出了一份令世界矚目的成績單。

中國航天員科研訓(xùn)練中心的專家劉東岳向外界透露了一個(gè)關(guān)鍵信息，目前，空間站艙外航天服性能良好，狀態(tài)穩(wěn)定，已經(jīng)順利保障空間站任務(wù)19次出艙活動(dòng)，單件服裝最高使用次數(shù)已達(dá)17次。

這個(gè)數(shù)字意味著什么？它意味著中國艙外服不僅穩(wěn)定可靠，而且大幅超額完成了其設(shè)計(jì)壽命指標(biāo)，在軌貯存3年，期間出艙使用次數(shù)不小于15次。這“17次+”的成績，放在美俄兩大航天強(qiáng)國設(shè)定的壽命標(biāo)桿背景下，無疑是一個(gè)巨大的驚喜，甚至可以說是一個(gè)意外的突破。

這份意外并非偶然，其背后是中國航天科研團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)性、前瞻性的壽命管理策略在支撐。劉東岳詳細(xì)解釋了其中的關(guān)鍵，達(dá)到壽命指標(biāo)后，我們的科研團(tuán)隊(duì)并沒有停止工作，而是定期對(duì)空間站艙外航天服進(jìn)行科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膲勖u(píng)估。

中國建立了一套獨(dú)特的天地聯(lián)動(dòng)的健康監(jiān)測和壽命評(píng)估方法體系，這套體系的核心在于充分利用各種數(shù)據(jù)，科研人員深入挖掘航天服在軌工作期間產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，結(jié)合地面進(jìn)行的充分甚至嚴(yán)苛的模擬試驗(yàn)數(shù)據(jù)，開展了大量的材料級(jí)和產(chǎn)品級(jí)驗(yàn)證試驗(yàn)。

通過這些扎實(shí)的工作，他們能夠相對(duì)精準(zhǔn)地評(píng)估出航天服當(dāng)前的狀態(tài)距離其理論壽命邊界還有多遠(yuǎn)，識(shí)別出潛在的薄弱環(huán)節(jié)。

同時(shí)，為了確保每次出艙任務(wù)的絕對(duì)安全，科研團(tuán)隊(duì)結(jié)合在軌對(duì)航天服的定期“體檢”和每次出艙任務(wù)前的專項(xiàng)檢查，動(dòng)態(tài)確認(rèn)航天服的健康狀態(tài)。

中國艙外航天服的進(jìn)步是階梯式的。當(dāng)前在空間站服役的是第二代“飛天”艙外航天服?；叵?008年9月27日，神舟七號(hào)航天員翟志剛正是穿著第一代“飛天”服，完成了彪炳史冊(cè)的中國人首次太空出艙活動(dòng)，在浩瀚太空留下了中國人的足印。

與初代相比，第二代“飛天”在多個(gè)維度實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，單次出艙活動(dòng)的最長可持續(xù)時(shí)間顯著延長，達(dá)到8小時(shí)以上；活動(dòng)關(guān)節(jié)的耐受能力提升了10余倍，這意味著航天員活動(dòng)更自如、更不易疲勞；整體活動(dòng)工效大幅提升。

更重要的是，第二代服裝具備了更好的測試性和維修性，便于在軌進(jìn)行狀態(tài)檢查和必要的維護(hù)，這也是其能夠?qū)崿F(xiàn)延壽的重要技術(shù)基礎(chǔ)。

中國航天服正在探索的，是一條在確保安全可靠性的同時(shí)，最大化利用效率、持續(xù)提升耐用性的特色發(fā)展之路。

航天服壽命的“100、12、19”，絕非簡單的數(shù)字競賽。它折射出三國迥異的航天發(fā)展路徑與技術(shù)哲學(xué)，航天服作為最貼近宇航員生命的“太空戰(zhàn)甲”，其耐用性直接關(guān)乎任務(wù)成本與效率。中國“飛天”服的超期服役，展現(xiàn)了一種精細(xì)化的在軌資產(chǎn)管理智慧。

主要信源

史上首次商業(yè)太空行走看點(diǎn)多，環(huán)球時(shí)報(bào)
艙外航天服為何要“延壽”？知識(shí)帖來了，海報(bào)新聞