航天员太空自由行,为何不克不及 没有它?

来源 :飞天科普周刊作者:贾冰玉义务 编辑 :伍行健
2019-06-12 08:27

5月29日,国际空间站的俄罗斯航天员科诺年科(Oleg Kononenko)与奥夫奇宁(Alexey Ovchinin)出舱干了些“杂活”后,还成功 收受接收 了一条在国际空间站外面漂浮了10年的毛巾。据懂得 ,该毛巾是用来擦拭航天员出舱功课 时航天服上累积的脏污,大年夜 大年夜 约10年前欠妥 心 被遗留在外太空。两名航天员将毛巾放入专门的盒子,之后将带回地球,交给专家研究 。

在读到这则消息 的时刻 ,小编却被航天员背上背的“背包”所吸引,在出舱活动 中,这个神秘的背包到底起什么浸染 呢?

因为 太空为微重力情况 ,航天员进行太空行走时会处于漂浮状况 ,假如 想在太空移出发 体,只能用手握住一个一个扶手向前移动,或者应用 特制的身材 移动对象 ,这种移动对象 的正式名称是“太空灵活 装配 “。这是一种应用 喷嘴喷出高压气体的推动 装配 ,可以推动 航天员的身材 朝必定 偏向 移动。而俄罗斯航天员太空行走所应用 的去世 后 的太空灵活 装配 就“藏”在“背包”里。

为了担保 航天员在太空行走中能很好地移出发 体,完成各类 操作和义务 ,美国和苏联曾先后研制出多种型号的灵活 装配 。本篇,让我们来看看个中 有代表性的几种。

不好 控制 的早期灵活 装配

1965年6月3日,美国发射双子星座4号飞船。在长达四天的飞翔 义务 时代 ,航天员爱德华·怀特进行了长达21分钟的太空自由漫步 ,这是美国人的第一次太空行走。

赞助 航天员怀特实现太空行走的是自足式手提灵活 喷射器。这个装配 重要 由两个氧气储罐和一个压力调节器构成 ,重3.4千克,个中 高压氧气推动 剂重约0.13千克。它每秒能产生 约181牛的推力,速度为1.82米/秒,相当于通俗 人慢跑的速度。该装配 有3个喷管,2个喷管对着后方,1个喷管对着前方。开动对着后方的2个喷管,即可推着航天员向前移动,开动对着前方的1个喷管,即可停止 移动。

自足式手提灵活 喷射器固然 成功 赞助 航天员怀特实现了太空行走,但这种装配 并不好 控制 。造成这种情况 的原因是,自足式手提灵活 喷射器必须 紧靠航天员身材 的质心,才能 精确 控制 移动偏向 。但因为 航天员身穿航天服,头上又戴头盔,很难肯定 身材 质心的地位 ,是以 航天员一般只能凭经验行事。一旦碰着 维修卫星这种请求 精确 定位的功课 ,航天员就可能因为 定位不精确 而无法完成维修义务 。因而,这种灵活 装配 并没有获得 广泛 应用 和普及。

自足式手提灵活 喷射器是手提式灵活 喷射器的一种,除此以外还有背包式、脐带式和美国空军研制的航天员灵活 装配 几种类型。但这几种装配 因为 各类 原因,并没有在实际 义务 中应用 。

供献 卓越 的灵活 “背包”

背上背包去不雅 光 ,是不是很多 小伙伴们比较 神往 的工作 呢?为了赞助 航天员出舱行走,科研工作者曾为航天员设计了一款“背包”,这款背包的名称是M509灵活 装配 。

M509灵活 装配 重115.66千克,长105.41厘米、宽68.58厘米,厚38.83厘米。这个背包内装有高压氮气瓶,在背包四周 装有14个喷嘴,分别 指向高低 、前后、旁边 ,经由过程 控制 器打开喷嘴后,航天员不仅可以进行高低 、前后、旁边 移动,并且 还能进行滚翻和扭转 活动 。这种装配 的最大年夜 大年夜 长处 是能精确 进行身材 定位,能让航天员身材 保持 任何姿势 。

M509灵活 装配 曾在美国的天空实验 室中进行过实验 ,但这种装配 并没有获得 实际 应用 。尽管如斯 ,M509实验 时获得的很多 半 据,都成为重要 的材料 ,被应用 到了后来的研究 中。

比如 ,后面将讲到的喷气鞋的氮气压力储罐和电池都是经由 M509实验 获得 的。后来,在航天飞机上多次应用 的载人灵活 单位 也是在M509实验 研制根本 上得来的。

具有科幻色彩 的喷气鞋

喷气鞋,名字听起来就很酷!想象一下,穿上这种鞋就能像阿童木一样自由飞翔 ,是不是认为 很爽呢?

赞助 太空行走的喷气鞋又称为脚控灵活 器,它的外形像一辆自行车,包含 车座、背包和控制 器。背包内装有高压氮气,每只鞋上装有4个喷射器,用脚控制 喷射器喷出气体,航天员就可以实现太空行走了。

喷气鞋的长处 是可以解放航天员的双手,但它也存在着明显 的缺点 。一方面,穿戴 全套压力服的航天员不随便 马虎 看到鞋子,不便利 操作,存在着必定 的安然 隐患。另一方面,穿上这种装配 ,航天员的行动 偏向 并不自如,所以,这套装配 并没有在实际 中应用 。

能自由行走的载人灵活 装配

本文开首 提到的国际空间站航天员去世 后 的“背包”被称为便携式环控生保体系 ,而航天员所应用 的载人灵活 装配 则是便携式环控生保体系 背包上的一个模块。这种背包的外形有点像汽座椅的靠背,它高127厘米、宽83厘米、厚69厘米,重150千克。这种设计具有诸多长处 ,美国航天飞机也采取 了这一设计。

速度够快

载人灵活 装配 以氮气为推动 剂,推动 器的喷口装在“靠背”的两个侧柱上。高低 、旁边 、前后,每个偏向 上都有4个喷口。每个推动 器可以产生 的推力为7.6牛。装满氮气的靠背重150千克,加上航天员及生命 保障体系 ,总重可达295~335千克。假如 按335千克计算 ,同偏向 上的4个推动 器一路 工作,可以使航天员获得75千米/小时的速度。如许 的速度与高速行驶的摩托车平起平坐 。

定位精准

载人灵活 装配 的控制 有手控和自控两种办法 。只要一按控制 钮,航天员可以向任何偏向 迁徙 改变 和进步 ,同时还可以精确 定位身材 。一旦身材 定位好往后 ,航天员启动主动 姿势 保持 功能 ,即可担保 航天员在太空操作过程 中身材 不移位。

足够安然

为了最大年夜 大年夜 程度 的担保 航天员的安然 ,载人灵活 装配 中推动 体系 的管路都是双重的,以便在产生 故障时航天员能自救和返回航天飞机。

1984年4月10日,美国挑衅 者号航天飞机上的两名航天员初次 太空收受接收 补缀 卫星成功 。在这个过程 中,载人灵活 装配 赞助 航天员在太空中行动 自如,并且 进行了很多 周详 操作。

不过 ,不知道这种灵活 装配 能不克不及 应用 到生活 中呢?想想大年夜 大年夜 家天天 上班不消 挤公交、地跌,每人一个灵活 装配 ,背起来就出发 了,是不是很酷呢?不过 假如 有,造价肯定 也不菲,美国航天飞机航天员应用 的灵活 装配 造价就高达750万美元。

2008年9月27日,在神舟七号义务 中,航天员翟志刚进行了我国初次 太空行走。将来 ,跟着 我国空间站筹划 的展开 ,太空行走义务 肯定 必弗成 少。让我们等待 我国的航天员穿上我们本身 研制的太空行走灵活 装配 ,在太空自由行吧!

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