“飛天戰(zhàn)袍”大揭秘 解碼我國自主研制的新一代艙外航天服

　　航天員聶海勝、劉伯明太空互拍。本版圖片由中國載人航天工程辦公室供圖

　　航天員劉伯明身著新一代“飛天”艙外服出艙。

　　8月20日，隨著神舟十二號航天員乘組最后一次出艙任務(wù)的完成，又一組“太空大片”刷屏了。

　　這其中，最受矚目的莫過于兩名航天員的“太空互拍”：聶海勝站在核心艙機(jī)械臂上，面向鏡頭揮手致意，身后是蔚藍(lán)的地球家園，兩者幾乎融為一體；劉伯明則幾乎是“掛”在空間站上，雙腿前伸。兩人身著我國自主研制的新一代“飛天”艙外航天服，在太空中格外醒目。

　　這些比黃金還貴重的艙外航天服，被稱為航天員的“飛天戰(zhàn)袍”。其最大作用就是保障航天員生命安全，同時便于太空工作。早期的航天服只能在飛船內(nèi)使用，防止艙內(nèi)失壓造成航天員缺氧窒息，后期研制的艙外航天服，可供航天員岀艙活動，也稱為擬人“飛船”。

　　13年前，神舟七號任務(wù)中，航天員翟志剛首次進(jìn)行出艙行走，將五星紅旗展示在太空。當(dāng)時，他在太空穿的服裝就是艙外航天服。

　　中國航天員科研訓(xùn)練中心航天服工程研究室主任、載人航天工程航天員系統(tǒng)副總設(shè)計師張萬欣告訴記者，相比實現(xiàn)我國航天員首次太空出艙的神舟七號任務(wù)，空間站任務(wù)中的航天員要進(jìn)行更長時間的艙外操作，對艙外航天服的性能提出的要求更高。關(guān)鍵時刻，它們就是航天員的保命“鎧甲”。

　　裝配一套航天服最快需近4個月

　　在中國航天員中心研發(fā)與總裝測試部服裝車間，有一群手法老練的“制衣匠”，就是他們打造了屬于中國的“飛天戰(zhàn)袍”。縫紉組組長楊金興說，艙外航天服是航天員生命安全的保障，生命安全無小事，體現(xiàn)在工藝上就是復(fù)雜且精密。

　　據(jù)他介紹，艙外航天服的軟結(jié)構(gòu)，包括上肢、下肢和手套，從里到外是舒適層、備氣密層、主氣密層、限制層和熱防護(hù)層等，既能抵抗太空風(fēng)險，又能穿著舒適、行動靈活，重而不笨。

　　“艙外航天服重達(dá)120公斤，但穿脫非常方便，經(jīng)過專業(yè)訓(xùn)練，5分鐘內(nèi)就可以完成穿脫。”張萬欣說，航天員準(zhǔn)備就緒后，只要從服裝背后的背包門進(jìn)去，關(guān)好并鎖緊背包門就表示穿著完畢。

　　戰(zhàn)袍縫紉，一針一線均維系航天員生命安全，慢工才能出細(xì)活。

　　楊金興透露，僅做一副艙內(nèi)航天服的上肢限制層，就需要130多個小時，做一副艙外航天服的下肢限制層，需要260多個小時，而裝配一套艙外航天服，需要近4個月，而這已經(jīng)是他們的最快速度了。

　　以打結(jié)為例，因為結(jié)點是多條線的交錯處，特別硬，就要用簪子扎孔、穿針，再用鑷子把針拽出，光打結(jié)就有3道工序，一套艙內(nèi)航天服上肢，有76處孔需要打結(jié)，僅這個活就得干上兩三天。

　　必須用手工嗎？能不能用設(shè)備替代呢？

　　車間主任李楊告訴記者：“從目前的技術(shù)能力看，還真不行。畢竟，沒有任何一個機(jī)械比手更靈活。”

　　國外也是如此，無論是美國還是俄羅斯，制造航天服都離不開手工作業(yè)，就連充滿黑科技元素的SpaceX公司，其航天服也一樣。

　　在太空，航天員穿著航天服后活動的操作，主要靠上肢實現(xiàn)。所以制作時既要考慮活動的靈活性，還得考慮充壓后的承力性。

　　縫紉車間的王其芳工齡最長——21年。她的針線活走針緊密、順直，用楊金興的話說：“她做的航天服上肢是最好的！”

　　與王其芳同樣手巧的，還有做手套的師傅郭濃。他兩個月要交付6副艙外手套，幾乎每天都在埋頭苦縫。

　　就算是手縫，同樣要求精準(zhǔn)，尺寸公差也不超過1毫米。郭濃說，更重要的是，由于航天服的特殊性，不能反復(fù)拆縫，走針的時候務(wù)必小心，力爭一次到位。

　　正因如此，郭濃和同事在縫制的時候，必須做到“手到哪兒眼到哪兒”，時間久了，練就出一雙雙火眼金睛。

　　“我們這里的工匠，個個視力都是2.0。”李楊開玩笑說。

　　張萬欣說，經(jīng)過不斷優(yōu)化，我國“飛天”艙外航天服目前在軌操作的可達(dá)域、精細(xì)度、靈活性等方面都有所提高，比如手套的靈活度，可以達(dá)到“最小抓握直徑5毫米”的程度。

　　手一抖可能導(dǎo)致整個材料報廢

　　航天員在艙外活動時會產(chǎn)生熱量，需要穿上給身體降溫的液冷服。

　　液冷服由彈性材料制成，全身上下都是細(xì)密的小孔，供42根液冷管路線均勻穿過，每兩孔間穿1厘米的線，全身上下鋪設(shè)100米左右，就要穿兩萬個孔，尤其是頭部的蛇形分布線路，要穿出個太極圖。

　　“沒有極大的耐心，是無法完成這么細(xì)致的活兒的。”負(fù)責(zé)粘膠的李琴萍告訴記者，艙內(nèi)航天服氣密層是橡膠材質(zhì)，靠粘膠拼接而成。

　　在真空中，有這樣一個現(xiàn)象：人體血液中的氮氣，會變成氣體，造成減壓病。因此，研制人員必須給航天服加壓充氣，否則就會因體內(nèi)外的壓差懸殊，而造成生命危險。

　　這對航天服的氣密性要求極為嚴(yán)苛。

　　李琴萍先要用驗光機(jī)，仔細(xì)比對氣密層的橡膠材料，看是否有瑕疵，再清洗、晾干，然后用砂紙，小心打磨粘膠部分。

　　最難的是用剪刀把橡膠材料剪成一個個服裝裁片，稍微不小心，剪出一丟丟豁口或毛刺，一刷膠就會造成大片斷裂。

　　“眼睛看著剪刀尖往前走，刀刃卡在線中間的位置。”這是李琴萍總結(jié)出的經(jīng)驗。

　　車間的林波師傅，負(fù)責(zé)艙外航天服氣密層的刷膠，更是“壓力山大”。刷膠也不是簡單地刷，要觀察溫濕度、刷膠時間、薄厚度要適量均勻。

　　“刷完晾，晾完刷，要反復(fù)刷上幾遍。”林波說。刷膠時，他生怕手抖，手一抖造成的失誤，不僅會導(dǎo)致整個材料報廢，還會延誤工期。

　　粘膠組組長莫讓江說，艙外航天服氣密層的材料表面非常光滑，粘膠前必須涂上一層表面處理劑，稍微處理不當(dāng)，表面就有可能造成損傷。有時，肉眼看不見這些特別小的損傷，到后期加工完再充壓測試，就為時已晚。

　　張萬欣說，經(jīng)過進(jìn)一步研制，如今的“飛天”艙外航天服，在功能上已相當(dāng)于一個微型的載人航天器，在使用壽命上，自主工作時間可達(dá)8個小時。

　　一粒浮塵都有可能釀成大禍

　　艙外航天服有個金屬結(jié)構(gòu)的“硬軀干”，外形像一個鎧甲，背后掛有保障生命的通風(fēng)供氧裝置。李楊說，這套結(jié)構(gòu)光單機(jī)產(chǎn)品有100來個，由30多個外協(xié)單位分別生產(chǎn)，最后從五湖四海聚集到艙外航天服系統(tǒng)集成總裝車間裝配。

　　這更是考驗研制人員的技術(shù)和耐心。

　　金屬“硬軀干”上，有1000多個米粒大的小孔，以及配套各種不同規(guī)格的螺絲。組長岳躍慶帶著組員，用鑷子夾著酒精棉，一點點仔細(xì)擦拭，再用放大鏡檢查是否徹底擦洗干凈。

　　“整個過程暗藏兇險，一粒浮塵都有可能釀成大禍。”岳躍慶說。

　　碰到毛刺，岳躍慶就變身“整形醫(yī)生”，要給金屬表面做“磨皮”手術(shù)。手術(shù)刀、止血鉗、手術(shù)剪，應(yīng)有盡有。

　　多年來，岳躍慶練就了“好手功”。他說，哪怕是0.1毫米的細(xì)微毛刺，都能摸出來。

　　艙外航天服的背包門，被稱為航天員的“生命之門”。

　　在太空環(huán)境下，背包門如果密封不嚴(yán)，將直接威脅航天員的生命。

　　岳躍慶說，背包門的插銷座和插銷門各有4組，插銷座和插銷門合上時，要天衣無縫。

　　為此，他們用卡尺一點點地量，精度精確到幾十微米。最終，他們用極精準(zhǔn)的工藝手段，讓開背包門省力一半多。此外，他們還憑著毅力和巧勁，硬是把口徑只有幾毫米的不銹鋼小孔，打磨得跟鏡面一樣光滑。

　　“干就要干到極致。”岳躍慶說，“艙外航天服里有氣液、通風(fēng)管路和電纜，在保證性能的前提下，還要注意各條線路安裝美觀、整齊，膠痕清理干凈，標(biāo)識可視角度便利。”

　　看到航天員安全出艙一切都值了

　　王其芳每次回老家，說起自己的工作——給航天員做服裝，大家都很羨慕她。

　　“我就是一個高中畢業(yè)生，卻能通過我的技術(shù)，跟這些碩士、博士一起干著載人航天的大事，我覺得自己很了不起。”王其芳說。

　　李琴萍告訴記者，“這么多年了，每天小心翼翼地呵護(hù)這些‘飛天戰(zhàn)袍’，照顧它，跟照顧嬰兒一樣。”

　　岳躍慶也是一樣，這么多年，一個個用于“飛天戰(zhàn)袍”的產(chǎn)品就跟他的孩子一樣，每個結(jié)構(gòu)每個螺絲釘他都很熟悉。

　　每當(dāng)志愿者身著艙外航天服參加水下試驗時，都好奇岳躍慶操作怎么這么靈活，他便開玩笑道，“我對服裝太熟悉了，我想讓它怎么動就怎么動。”

　　張萬欣說，每套航天服研制出來之后，都要做很多實驗，凡是有可能穿這套服裝的人，都要來試穿。上肢是根據(jù)人的關(guān)節(jié)來設(shè)置的，一共有三個軸承，以其中的肘關(guān)節(jié)為例，要求其彎曲時達(dá)到至少60度的活動范圍。

　　這群“制衣匠”，學(xué)歷雖然不高，卻有著最樸素的心愿。他們把手頭的作品視作自己的孩子，用最大的努力守護(hù)航天員的生命安全。

　　“每天晚上至少加班到9點半，周六保證不休息，周日不保證休息。”這是中國航天員中心研發(fā)與總裝測試部副部長鄧小偉定下的規(guī)矩。

　　其結(jié)果是，整個研制生產(chǎn)效率大幅提高近3倍。在他看來，祖國利益高于一切，航天員生命重于一切。對他們這些“飛天戰(zhàn)袍”的“制衣匠”來說，生產(chǎn)只要在線，保障必須在線。

　　8月20日14時33分，聶海勝、劉伯明順利完成此次出艙全部既定任務(wù)，安全返回空間站天和核心艙，比原計劃提前了約1小時。

　　航天員返回節(jié)點艙前，地面指揮再次喊話：“請神舟十二號分別位于環(huán)形扶手內(nèi)側(cè)和環(huán)形扶手外側(cè)，面向全景攝像機(jī)D，地面將為你們合影留念。”湯洪波也在艙內(nèi)對著鏡頭敬禮。

　　隨后，劉伯明“詩興大發(fā)”，分享了自己的出艙感言：“漫步太空人不老，中國航天接力跑。”

　　通過電視直播，王其芳看到這一幕。聶海勝、劉伯明太空漫步所著的戰(zhàn)袍，正是他們一針一線縫制出來的。那一刻，她覺得一切都是值得的。

　　中青報·中青網(wǎng)記者 邱晨輝 來源：中國青年報