圖說 航天服的前世今生_NASA:NAS

航天服是保障航天員的生命活動和工作能力的個人密閉裝備，保護宇航員在太空不受高低溫、真空、太陽輻射、射線和微流星等環境因素侵害并提供人類生存所需氧氣的保護服。一般情況下，航天服必須具備五個功能：保持宇航員體溫；保持壓力平衡；阻擋強而有害的輻射；處理宇航員的排泄物；提供氧及抽去二氧化碳。

01航天服分類

航天服從功能上看，航天服有艙內航天服和艙外航天服兩種。從服裝內壓上看，有低壓航天服和高壓航天服之分；從其結構上看，可分為軟式、硬式和軟硬結合式航天服。美國和俄羅斯使用的都是軟硬結合式的航天服。無論哪種航天服都由多層組成，它們互相連接形成一個整體服裝，但要求各層的質量要高、要輕、不能過厚，以避免影響航天員的行動。

艙內用航天服艙內航天服是航天員在航天器內使內使用的航天服，航天員在航天器發射、返回和在軌道運行期間發生密閉艙失壓等事故時，必須穿上艙內航天服。航天服因具有充壓和加壓的重要功能，將起到保護航天員生命安全的關鍵作用。艙內航天服工作時應與艙內通風供氧裝置連接，其主要作用是在人體周圍創造適宜人生存和工作的微小氣候環境，用于防護低壓環境對人體的危害，如有需要也可增加對高溫、低溫或有害氣體環境對人體危害的防護作用，如果應急救生時間較長，根據需要也可配置尿收集裝置，使航天服還具有收集和儲存航天員尿液的功能。

艙內航天服一般由航天頭盔、壓力服、通風和供氧軟管、可脫戴的手套、靴子及一些附件組成。航天頭盔一般帶有密閉的啟閉機構和球面形的全景面窗。壓力服是航天服的主體，一般為連體式，具有很好的氣密性，能夠在充氣加壓時保持擬人形態，并保證人體關節活動的一定范圍。航天手套帶有密封軸承的腕部斷接器，可把航天手套戴在壓力服袖口上，并保證氣密性，也可將手套脫掉。靴子既有與壓力服構成整體的靴子，有斷接器的可穿脫密土封靴子，還有可穿在壓力服限制層套靴。航天服通風供氧軟管應與艙內通風供氧裝置相連，它能夠給穿著航天服的航天員提供全身通風，使航天員處于相對舒適的環境中。

·艙外航天服艙外航天服實際上是最小的載人航天器，是航天員走出航天器到艙外作業時必須穿戴的防護裝備。艙外航天服除了具有艙內航天服所有的功能外，還增加了防輻射、隔熱、防微隕石、防紫外線等功能，在服裝內增加了液冷系統(液冷服)，以保持人體的熱平衡，并配有背包式生命保障系統。

除有艙內航天服的所有各層外，艙外用航天服多出了三層：一是真空隔熱層，用于保護航天員在艙外作業或在月球與其它星體表面活動時，不受艙外環境過熱、過冷的侵襲，又可防止服裝內部的熱量散失。二是液冷服，它是將艙內航天服的通風散熱層管內的氣體改為液體而成。航天員在艙外作業長達幾個小時，身體產生的熱量多，靠氣體散熱達不到散熱要求，而液態冷卻工質就可很好把熱散掉。三是最外層，除要有防高熱、防磨損和保護內部各層的功能外，還要有防太陽輻射的功能和連接其它裝具的接口。例如，與航天員艙外活動時臍帶連接，與身背攜帶式生保環境裝備、太空機動飛行機構的連接等。

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02航天服系統結構組成

航天服是航天過程中保護宇航員生命安全的個人防護救生裝備，又稱宇航服服，能構成適于宇航員生活的人體小氣候。一般情況下，在結構上分為6層：

①內衣舒適層：宇航員在長期飛行過程中不能洗換衣服，選用質地柔軟、吸濕性和透氣性良好的棉針織品制做。

②保暖層：用以保持舒適的溫度環境，選用保暖性好、熱阻大、柔軟、重量輕的材料，如合成纖維絮片、羊毛和絲綿等。

③通風服和水冷服：以不同的方式散發宇航員體熱過高的熱量。采用抗壓、耐用、柔軟的塑料管制成，如聚氯乙烯管或尼龍膜等。

④氣密限制層：在真空環境中，只有保持宇航員身體周圍有一定壓力時才能保證宇航員的生命安全。氣密層采用氣密性好的涂氯丁尼龍膠布等材料制成。

⑤真空隔熱層：宇航員在艙外活動時，隔熱層起過熱或過冷保護作用。用多層鍍鋁的聚酰亞胺薄膜或聚酯薄膜并在各層之間夾以無紡織布制成。各膜之間用網絡物隔開，貼在一起形成屏蔽，良好的隔熱和防輻射作用，艙外航天服必須有這層。

⑥外罩防護層：位于宇航服最外層，要求防火、防熱輻射和防宇宙空間各種因素對人體的危害。這一層大部分用鍍鋁織物制成，一般用白色或金黃色為好。

03中國航天服-飛天航天服

2004年7月，中國為執行空間艙外活動任務，決定研制艙外航天服。由責任總設計師李潭秋在中國航天員科研訓練中心領頭研制。

2005年3月，西安微電子技術研究所開始進行航天服數管設備、生理信號放大器、報警信號放大器等設備研制生產任務。

2005年5月，鄭州航天電子技術有限公司開始進行航天服電纜網研制生產。

2006年2月，航天服軀干殼體在運載火箭總裝廠開始研制生產。

2006年6月，航天服第一套總裝產品完成。同年9月30日，航天服完成初樣設計評審，正式轉初樣階段。

2007年，艙外航天服轉正樣研制。2007年底到2008年初，中國第一套艙外航天服及各項配套產品陸續交付。

2008年4月，航天服通過接口匹配聯試；同年5月和6月，模擬航天員穿著艙外航天服兩次在低壓艙通過了人——服裝，人——飛船——服裝驗證試驗。2008年6月，艙外航天服完成通過驗收。

2008年9月27日，神七航天員翟志剛實施中國首次太空行走，中國研制的第一套艙外航天服“飛天”第一次在距地球300多公里的茫茫太空“亮相”。

據中國載人航天工程辦公室消息，截止北京時間2021年7月4日11時02分，航天員劉伯明、湯洪波身著中國自主研制的新一代“飛天”艙外航天服，已先后從天和核心艙節點艙成功出艙。

百度正式推出大語言模型“文心一言”:金色財經報道，百度首席執行官李彥宏宣布，百度正式推出大語言模型“文心一言”。3月16日起，首批用戶即可通過邀請測試碼在文心一言官網體驗產品，后續將陸續開放給更多用戶。

此外，百度智能云即將面向企業客戶開放文心一言API接口調用服務。3月16日起正式開放預約，搜索“百度智能云”進入官網，可申請加入文心一言云服務測試。[2023/3/16 13:07:46]

第一代飛天航天服

第一代“飛天”艙外航天服質量為120千克，高2米，配有1.30米高的生命保障系統背包，可支持至少4小時的艙外活動，能重復使用5次以上，價值3000多萬人民幣，具有供氧、溫控、二氧化碳吸收等環境控制、生命保障與安全防護功能，具備信息采集傳輸、通信能力。航天服采用整體擬人形態半硬式密封結構，即從腰部以上的軀干是硬式結構，四肢為軟式結構，采用后背鉸鏈門式穿脫機構。從上到下依次是頭盔、上肢、軀干、下肢、壓力手套、靴子。

艙外航天服頭盔面窗有4層，設計有兩層加壓結構，外面是防護層結構，鍍金濾光面窗起到視覺保障作用；頭盔設計有攝像頭，可拍攝航天員出艙操作；頭盔兩側各有一個照明燈，同時有泄露報警指示燈和語言報警。艙外航天服整體從內到外分為6層，包括由防靜電棉布的舒適層、橡膠質地的備份氣密層、復合關節結構組成的主氣密層、滌綸面料的限制層、通過熱反射來實現隔熱的隔熱層、最外面的外防護層。軀干達到7層，最厚的掛包有20層。

艙外航天服軀干殼體為鋁合金薄壁硬體結構，壁厚為1.5毫米，抗壓能力超過120千帕。服裝的氣液控制臺，可自動控制氣體液體流動，使航天員得到適宜的空氣和溫度。航天服最外層的防護材料耐受正負100攝氏度以上的溫差變化；服裝攜帶的氧氣瓶，采用復合壓力，既保證安全又能帶盡可能多的氧氣。航天服溫度系統可以保證24-28攝氏度左右范圍。艙外航天服在關節設計采用了“蝦”結構，相比其他航天服依靠擠壓變形的波紋結構，更加保證了關節靈活和密封性。

生命保障系統背包作為航天服穿脫口的密封門，其殼體內安裝艙外航天服生保設備，殼體下端安裝有掛包、備用氧瓶等。背包關閉通過拉緊鋼索和操作關閉手柄完成。壓力手套外層為纖維織物，有2層氣密，使用特殊隔熱橡膠材料，可耐受100℃高溫；為保持觸覺指尖部分采用1層氣密層。

第一代“飛天”艙外航天服無動力裝置。艙外航天服胸甲右下側伸出了兩根一長一短橘黃色安全系繩，其內部有彈簧，最長可拉至3米，能夠承受一噸的拉力。繩的另一端是兩個掛鉤，可以在艙外活動時在軌道艙壁的扶手上固定。航天服腰部左側有一根與飛船相連的8米長的“電臍帶”，可用于傳輸航天員生理參數，也可作為安全系繩的備份。穿脫時間在地面上可自行在2至3分鐘內穿脫。在太空中，從準備工作到完全穿好服裝，大約15個小時。

中國第一代艙外航天服

Bitfinex CTO：冷儲存是加密貨幣最好的保存方式:12月16日消息，針對加密貨幣領域的新手用戶，Bitfinex首席技術官Paolo Ardoino建議稱，最重要的是如何安全地存儲你持有的比特幣和其他加密貨幣。應該使用Ledger或類似的硬錢包設備進行冷儲存。自己做足功課，了解基本知識以及交易所和錢包相關原理。了解更大的環境及其對整個行業的影響。盡最大努力確保你知道與市場相關的風險，包括了解傳統市場正在發生的事情，并確保自己的錢包安全。再怎么小心都不為過。（Coinjournal）[2022/12/16 21:49:26]

艙外服右臂“飛天”由時任胡總書記題寫飛天航天服右臂的“飛天”兩字是由時任中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席胡錦濤題寫，“飛天”兩字下方繡有兩個敦煌的飛天美女，形象來自莫高窟壁畫的飛天形象。受限于返回艙返回重量，執行神舟七號任務的飛天航天服與海鷹航天服一同被丟棄在軌道艙內，隨軌道艙軌道衰減墜入大氣層燒毀。

第二代飛天航天服

新一代“飛天”艙外航天服經改進后，能滿足身高1.6米到1.8米的人穿著，還能根據航天員的體型進行調整；其質量達130千克。

湖南大學設計藝術學院助理教授羅建平領銜的智能裝備科研團隊承擔了全新一代“飛天”艙外航天服的工業設計任務。在航天服的研制過程中，設計團隊引入工業設計理念，同時將航天科技美學、人性化等要素融入其中，是對中國航天服技術的先進性和人類航天夢想的綜合詮釋。

飛天艙外服總共有6層，具備防輻射、溫度調節和壓力調節等功能，還有完備的生命保障系統。保護航天員在艙外活動時的生命安全以及保障航天員在太空環境中的工作效率是艙外服兩個最主要的功能。

微重力、高真空、強宇宙射線輻射、高頻率的明暗周期變化等艙外作業環境特點會對航天員產生直接影響。太空環境影響人效能的關鍵部分——視覺、前庭、聽覺、觸覺、本體，容易導致空間失定向、動眼神經功能改變和主動視覺退化、手動控制以及平衡和運動障礙。

穿著艙外服、在肢體運動受限的狀態下，航天員需要高負荷、高強度、長時間完成出艙作業任務，單次出艙活動時間一般在6-8小時，遇到的困難和挑戰可想而知。由于艙外服采用多層織物結構，關節處采用鉸鏈、軸承等剛性結構連接，且內部充有氣體制造壓力，這些因素導致對航天員肢體運動的限制，使得航天員在穿上艙外服時，肢體關節的自由度和運動范圍受限。尤其是在戴手套加壓的條件下作業，手指觸覺的敏感度和手指靈活度明顯下降。

人性化，可靠性，更加具有科技感、同時具有中國的審美識別性，這三個設計理念在全新一代“飛天”艙外服設計中體現得淋漓盡致。伴隨著神舟十二號飛船順利升空，我們將在探索太空的道路上越走越遠，開拓創新、飛天逐夢每一步將會越走越堅實。

星展銀行：比特幣的特殊在于能夠在無需中央方清算交易的情況下進行持續交易:金色財經報道，根據Finews發布的一份報告，盡管對市場持續波動感到擔憂，但星展銀行認為，比特幣繼續提供“獨特”的機會，因為它能夠在無需中央方清算交易的情況下進行持續交易。

星展銀行投資策略師 Daryl Ho 表示：?我認為無論價格變化與否，比特幣仍然是獨一無二的。如果我們只看價格，你會看到很多波動，這并不能告訴你它實際上帶來了什么好處。 比特幣的獨特性不是基于它的價格，而是基于它的實用性，這使得資金能夠以去中心化的方式轉移，而無需中央對手方來清算交易。[2022/10/15 14:28:33]

劉伯明離開機械臂限位器艙外航天服的面罩一共有4層，其中有一層是用黃金打造的面罩。這四層面罩中，有兩層是壓力面窗，中間充氮，可以防止面罩起霧，影響視野，還具有隔熱等功能。外面一層是防護面罩，防護面罩可以防止磕碰，影響航天員的視野。最外面是濾光面罩，要知道的是，航天員在艙外執行活動時，每隔90分鐘左右就會繞地球一圈，這就意味著每轉動一圈，航天員有45分鐘會暴露在太陽直射中，濾光面罩可以防止強烈的太陽光線照射眼睛。等到了陰影區時，就可以關閉濾光面罩。

在面罩兩側，有一個個的圓形小孔，這些小孔實際上是燈光，當航天員進入到陰影區時，就可以打開燈光照射周圍的區域，以便在黑暗環境中也能繼續工作。最外層的濾光面窗，航天員根據陽照區和陰影區來放下和打開，陽照區相當于太陽鏡，防止光線射入眼睛。

現如今我國航天員所穿的是第二代艙外航天服，暫時還不知道造價，但我國第一代艙外航天服費用高達3000萬元人民幣，我國第二代艙外航天服的造價更是不菲。

我國第一代艙外航天服的壽命是兩年5次，第二代艙外航天服的使用壽命有了明顯提高，達到了3年15次。但是，不管這件艙外航天服最終被使用多少次，它都不會再被帶回地球了，而是會隨著飛船的其他部分墜毀在大氣層。

新一代飛天艙外航天服無論是原材料、設計，還是確定實驗方案、驗證總結再改進，都是自主研發，相比于神舟七號翟志剛的出艙艙外服，它的安全可靠性更高，支持艙外活動的時間更久，使用壽命也更長，而最核心也是團隊一直孜孜不倦追求突破的，就是如何讓艙外航天服穿在身上更加舒適。

04美國航天服

·1959年——“水星計劃”套裝

美國宇航員戈爾登·庫勃的官方肖像，身穿“水星計劃”套裝，這套全身真空套裝用于為期1年的高空任務。宇航服由B.F。Goodrich制造，壓力套裝配有操控裝置的特殊手套，并使用“閉環”呼吸系統。

The Sandbox計劃將LAND部署到Polygon:6月29日消息，元宇宙項目The Sandbox計劃將LAND部署在Polygon上，部署完成后，The Sandbox的每次LAND跨鏈會返還用戶10 mSAND，并將推出LAND銷售和LAND質押功能。[2022/6/29 1:38:15]

·1966年——雙子座9-A宇航服

在雙子座9-A任務期間，宇航員尤金·塞爾南穿著這件雙子座9號艙外活動宇航服，并裝備了美國空軍研制的宇航員推進裝置。宇航服的腿部覆蓋著ChromelR，這是一種用不銹鋼纖維織成的布，用來保護宇航員免受推進裝置的高溫影響。

·阿波羅計劃宇航服

1968至1975年的阿波羅計劃中，新宇航服使用防火材料替換了尼龍織物，并分為了內、外兩層，內層增加了水冷系統，人體散發的熱量能通過水冷系統吸收，由于月球表面時刻受到微流星體的襲擊，因此增加了具有保護作用的外層，防止宇航員受到傷害，它的生命維持系統能讓登月宇航員進行長達7小時的月球漫步。

阿波羅宇航服組件包括一套壓力服組件和一個背包，其中包含生命支持系統，允許宇航員在月球表面不受束縛地行走。

·1973-A7LB

A7LB套裝由InternationalLatexCorp。Dover制造，并由杰克·洛斯馬于1973年7月在第二次載人天空實驗室任務中使用，在液體冷卻服模式下最長可使用115小時，或在非加壓模式下使用14天。

·1982-第一次執行太空運輸系統任務

上圖為宇航員約瑟夫·艾倫、萬斯·布蘭德、羅伯特·奧弗邁爾和威廉·萊諾爾在第一次執行太空運輸系統任務的STS-5發射前合影留念。從執行STS-5任務到發生“挑戰者號”航天飛機事故的STS-51L任務，他們都穿著非承壓的藍色飛行服。

·1984-EMU

作為世界上最小的航天器，柯林斯公司生產的艙外航天服可以保護宇航員免受時速高達17000英里/小時的微流星體的傷害。內部容積約為0.15立方米，大約是一個小型冰箱的大小，包含宇航員生存所需的一切：氧氣、水、溫度控制和二氧化碳調節。這套裝備使布魯斯·麥克坎德勒斯成為第一個在太空中自由漂浮的宇航員。

·航天飛機彈射逃生服

1981至1982年，NASA開啟了航天飛機計劃，在早期的測試任務中，為了能與彈出式安全座椅配合，專門設計了航天飛機彈射逃生宇航服。

·航天飛機飛行服

1982至1986年正式航天飛機任務中，宇航員無需穿著壓力服，只穿帶氧氣頭盔的藍色飛行服。

·航天飛機發射服

1986年，發生了嚴重的挑戰者號航天飛機事故，于是就從美國空軍那里借鑒并研發了橙色的航天飛機發射服，又被稱為“南瓜服”。

·2011-ACES

“高級逃生服”，也被戲稱為“南瓜套服”，在2011年的航天飛機飛行中使用。隨著時間推移，NASA對系統進行了升級，包括對頭盔進行了輕量化改造，原有頭盔的重量足以造成肩膀受傷。現在，洛克-希德馬丁公司的“獵戶座”載人航天艙的任務正考慮在新版逃生服中增加機動性更好的組件。

NASA的2024年太空任務還沒有一套完備的月球服，但正在研制組件。下圖是一張2017年的圖片，在一個“獵戶座”艙室模型中，一套經過改裝的高級逃生服正在接受評估。

·國際空間站艙外服

在1981年，NASA還推出了一種全新的艙外服，被稱為艙外移動單元，也是目前國際空間站使用的艙外宇航服之一，首次使用是在哈勃太空望遠鏡的維修任務中。

不同于阿波羅宇航服是給每一位宇航員量身定做，EMU采用模具化設計，許多零件可以替換，具有各種尺寸的組件，可以將它們裝配在一起來滿足不同宇航員的要求。

EMU總重約180公斤，背部有生命支持系統，胸部是顯示控制模塊，包括了液體冷卻通風外衣、尿液采集裝置、頭盔、面盔、通信組件、飲水袋、生理指數監測系統等，為太空漫步者和處理緊急情況而設計的裝備，備用的供氧系統，可在太空呆上大約8小時。

05俄羅斯航天服

·1961年——SK-1套裝

蘇聯宇航員尤里·加加林于1961年4月12日在東方1號宇宙飛船上穿的SK-1壓力服，開啟了載人航天時代。

·1973-索科爾宇航服

自1973年以來，俄羅斯宇航員就開始配備索科爾宇航服了。

俄羅斯聯邦航天局“遠征39號”聯盟號指揮官亞歷山大·斯科沃爾佐夫正在檢查俄羅斯索科爾宇航服的壓力，以備2014年3月25日在哈薩克斯坦拜科努爾發射場發射聯盟TMA-12M航天器。

·1977-俄羅斯奧蘭宇航服

俄羅斯奧蘭宇航服自1977年以來一直在使用，此處由宇航員約翰·菲利普斯穿著。

06未來航天服

·NASA新一代宇航服

美國國家航空航天局公布了下一代宇航服Z-1的原型設計，該宇航服以白色和綠色為主色調，頭罩采用了半球形透明設計，看上去酷似動畫片《玩具總動員》中的主角巴斯。

新宇航服有望在未來幾年投入使用，相對于上代宇航服，Z-1的最大改進是對各個接頭和材料進行了重新設計，宇航員穿戴宇航服時更為方便，不到一小時就能完成穿戴。此外，Z-1的氣閘也得到改進，節省了調整氣壓的時間。

·SpaceX

SpaceX的太空服設計包括一個3D打印的頭盔、通信設備、冷卻系統和一個阻燃外層。SpaceX宇航服是馬斯克請超級英雄電影的服裝設計師專門設計的，宇航服黑灰色部分的材質是一種名為Nomex的織物，白色部分的材質是一種叫特氟龍的強化玻璃纖維，能夠耐火耐高溫，具有柔韌性和高彈性，還是一種防污不沾材料、不會變臟。

·阿爾忒彌斯計劃艙外服

2017年，NASA提出了重返月球阿爾忒彌斯計劃，也推出了用于登月的新艙外服，進行了多方面的升級優化。

這套新款宇航服加上了一系列防塵部件，可防止宇航服的生命支撐系統吸入或沾染上月球土壤微小的玻璃狀碎片。除此之外，新型宇航服還能承受住背陰處零下157攝氏度以及陽光下121攝氏度的極端溫度。

新款的下半軀干包含了先進的材料和關節軸承，讓臀部可以彎曲和旋轉，增加了膝蓋處的彎曲程度，同時還包括鞋底具有彈性的遠足式靴子。在上半軀干上，除了升級肩部裝置之外，還能讓宇航員更自由地移動手臂，輕松地將物體舉過頭頂。在阿波羅任務中，宇航服的肩部活動是通過織物中的褶皺實現的，但限制了關節旋轉的能力。新款宇航服的肩部設計減少了移動耗費的體力，還包含了軸承，能讓宇航員從肩膀到手腕都能進行旋轉。

在宇航服的頭盔內部，NASA對通訊系統進行了重新設計，新的音頻系統包括多個嵌入式的語音激活麥克風，它們會自動拾取宇航員的聲音。頭盔內還將配有快速交換的防護面罩，這種透明的防護面罩是一種犧牲性防護面罩，可保護加壓的透明頭盔免受損傷，宇航員可以在太空行走之前或之后更換防護面罩。

在這款升級版的宇航服中，還設計了一個新功能，那就是后入式開口：宇航員將能夠從宇航服的后部爬入宇航服。同時，宇航員還會在約翰遜航天中心的人體測量學和生物力學中心進行基本運動和姿勢的全身三維掃描，可以將宇航員與模塊化的宇航服組件相匹配，從而提供最大的舒適度和最大的運動范圍。

NASA還發布了一款橙色的宇航服，這套宇航服是宇航員在火箭發射期間和返航時在太空艙內穿的，能在飛船遭遇失壓等緊急情況提供長達6天的生命支持。

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