隨著中國(guó)空間站的全面建成，我國(guó)航天員出現(xiàn)在大眾視野中也越來(lái)越多,，許多人可能會(huì)注意到一個(gè)細(xì)節(jié),，就是航天員們?cè)诨鸺諘r(shí)及在飛船返回中，總會(huì)穿著一種很特別的衣服,，它外表藍(lán)白相間,，全身還有一些管線。這種特別的衣服,，就是航天員們的生命守護(hù)者——壓力服,。
中國(guó)航天員目前使用的壓力服
壓力服是怎么誕生的
壓力服最早出現(xiàn)在航空領(lǐng)域。在人類(lèi)獲得了通過(guò)飛機(jī)飛行的能力后,，航空業(yè)迅速興起,，各式各樣的新式飛機(jī)在20世紀(jì)早期不斷出現(xiàn)，航空業(yè)呈現(xiàn)出一派生機(jī)勃勃,、萬(wàn)物競(jìng)發(fā)的景象,。而在那時(shí)，人們便發(fā)現(xiàn),，隨著飛機(jī)逐漸飛得越來(lái)越高,，除了溫度不斷降低必須做好防寒保暖措施外，大氣壓力也在不斷降低,，飛行員們?cè)陂L(zhǎng)時(shí)間高空飛行時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)減壓病,，影響到健康和航空安全，“壓力服”這個(gè)概念也由此誕生,。
顧名思義,，壓力服就是可以在服裝內(nèi)維持一定氣壓的衣服。雖然現(xiàn)在的飛機(jī)已經(jīng)有了加壓機(jī)艙,，大部分飛行在1萬(wàn)米左右的飛機(jī)并不需要飛行員或者乘客穿這種復(fù)雜的衣服,，但是在一些有時(shí)需要在超高空飛行的飛機(jī)上，比如在戰(zhàn)斗機(jī)或者偵察機(jī)上,，仍然需要穿戴好壓力服,。
上世紀(jì)30年代飛行員進(jìn)行高空巡航時(shí)穿戴的壓力服
在二戰(zhàn)結(jié)束后，飛機(jī)迅速進(jìn)入了噴氣時(shí)代,，又高又快的噴氣式飛機(jī)迅速取代螺旋槳飛機(jī)在天空中飛行,。在朝鮮戰(zhàn)爭(zhēng)中，駕駛著噴氣式米格-15戰(zhàn)斗機(jī)的蘇聯(lián)飛行員呼吁配備專(zhuān)業(yè)好用的壓力服,。為了能夠生產(chǎn)出先進(jìn)的壓力服,，一家專(zhuān)門(mén)研究生產(chǎn)壓力服的集團(tuán)成立，即星辰科研生產(chǎn)聯(lián)合體,，該聯(lián)合體在1994年改制成為了一家股份制公司,。該公司在成立之初的目的是給空軍和航天項(xiàng)目提供壓力服和彈射座椅,，后來(lái)在壓力服和彈射座椅領(lǐng)域擁有了深厚的技術(shù)積累和經(jīng)驗(yàn)。目前,，俄羅斯所使用的所有航空和航天壓力服全部由星辰公司生產(chǎn),。
最初的航天壓力服長(zhǎng)什么樣
1961年4月12日，蘇聯(lián)宇航員尤里·阿列克謝耶維奇·加加林穿著SK-1型壓力服進(jìn)入了太空,，成為了世界上第一個(gè)進(jìn)入太空的宇航員,。
加加林穿著SK-1壓力服前往發(fā)射場(chǎng)
最初，設(shè)計(jì)東方號(hào)飛船的第一設(shè)計(jì)局認(rèn)為航天器的設(shè)計(jì)十分安全,，并不需要穿戴這種復(fù)雜的壓力服,，只需要穿著可以保溫的衣服就可以，并且壓力服和為之配套的生命維持設(shè)備本身有著不輕的重量,，把這些多余的重量省出來(lái)可以安裝額外的儀器,。最后科羅廖夫拍板，可以省出500千克的重量給壓力服和生命維持設(shè)備,，但是這些東西必須在1960年末之前到位,，而星辰局出色地完成了工作。
SK-1型壓力服是一人一套的定制航天服,，該型壓力服可以在另一個(gè)人的幫助下10分鐘內(nèi)穿著完畢,。整個(gè)壓力服由外層橙黃色布料與內(nèi)部的橡膠制內(nèi)襯制成，每一件壓力服都通過(guò)剪裁橡膠并粘接來(lái)進(jìn)行定制,，面罩整個(gè)直接連接在壓力服上,，不可拆下。
在壓力服的右肋骨處有通氣軟管,，軟管可以連接在東方號(hào)飛船的維生設(shè)備中,，維生系統(tǒng)可以保障壓力服氣壓并且濾除宇航員呼出氣體中的二氧化碳。為了確保在加壓時(shí)宇航員的活動(dòng)能力,，在人的胳膊和腿的彎曲區(qū)域,，壓力服內(nèi)部有一種特殊的軟鉸鏈。在飛船減壓環(huán)境中,，在鎖緊面罩后壓力服將會(huì)提供一個(gè)安全的氣壓環(huán)境,，飛船內(nèi)的氣瓶將會(huì)提供氧氣來(lái)保持宇航員生命體征。
SK-1壓力服可以保證宇航員在飛船減壓或者冷卻系統(tǒng)故障時(shí)維持約5小時(shí)的生命體征,，以及在從飛船彈射后落在地面或者濺落在水中時(shí)提供保護(hù),。該壓力服相較美國(guó)第一種航天壓力服更先進(jìn)的一點(diǎn)是，它自帶一個(gè)太空廁所,。1963年,，世界上第一位女宇航員瓦蓮京娜·捷列什科娃進(jìn)入太空，穿著的SK-2與SK-1基本相同,，但在廁所方面進(jìn)行了針對(duì)女性的調(diào)整,。
如果太空飛行沒(méi)有航天壓力服
在世界上第一個(gè)多乘員航天器“上升1號(hào)”升空時(shí),，3名宇航員都沒(méi)有身著壓力服，因?yàn)楫?dāng)時(shí)的火箭運(yùn)力有限,，為了保證載人航天器重量不會(huì)超標(biāo),，確保航天器可以坐進(jìn)3名宇航員,，壓力服及其配套維生系統(tǒng)都被省略了,。一直到蘇聯(lián)載人航天器進(jìn)入聯(lián)盟號(hào)飛船時(shí)代后的一段時(shí)間里，壓力服及其配套維生系統(tǒng)也沒(méi)有回歸,，直到一場(chǎng)慘劇的發(fā)生,，才讓蘇聯(lián)重新認(rèn)識(shí)到了壓力服及其配套維生設(shè)備的重要性。
1971年4月19日,，蘇聯(lián)成功發(fā)射世界上第一個(gè)空間站——禮炮1號(hào),。1971年6月6日，聯(lián)盟11號(hào)飛船成功進(jìn)入到禮炮1號(hào),，成為了世界上第一組進(jìn)駐空間站的宇航員,。剛開(kāi)始一切都十分順利，宇航員們?cè)谲壨瓿闪烁黜?xiàng)工作,，在6月29日返回地面時(shí),，卻出現(xiàn)了意外。
“聯(lián)盟11號(hào)”乘員組
29日晚上11時(shí)16分,，“聯(lián)盟11號(hào)”的返回艙降落在哈薩克斯坦的沙漠,，前來(lái)接應(yīng)的人員聯(lián)系艙內(nèi)的宇航員，毫無(wú)應(yīng)答,。在打開(kāi)艙門(mén)后,，接應(yīng)人員發(fā)現(xiàn)3名宇航員，指揮官喬治·多布羅沃爾斯基,，工程師弗拉迪斯拉夫·沃爾科夫,、維克多·帕薩耶夫已經(jīng)沒(méi)有了生命體征。
通過(guò)研究飛船內(nèi)的黑匣子發(fā)現(xiàn),，聯(lián)盟11號(hào)飛船在150千米高度,，返回艙分離后，內(nèi)部空氣迅速?gòu)姆祷嘏撝幸莩?，在短?15秒內(nèi),，返回艙內(nèi)就幾乎變成真空，3名宇航員在返回地面前就已經(jīng)犧牲了,。
這次慘劇讓設(shè)計(jì)聯(lián)盟號(hào)飛船的中央實(shí)驗(yàn)機(jī)械制造設(shè)計(jì)局（第1設(shè)計(jì)局改組）痛定思痛,，開(kāi)始認(rèn)真研究各種可能會(huì)在飛船上升和返回途中威脅宇航員生命的情況。
1972年6月26日發(fā)射的新型聯(lián)盟飛船——聯(lián)盟7K-T型,，壓力服重新回歸,。而在這之后,，再也沒(méi)有宇航員在乘坐聯(lián)盟號(hào)飛船時(shí)喪生，聯(lián)盟號(hào)飛船成為世界上最安全的載人航天器之一,。
航天壓力服也可以量體裁衣
聯(lián)盟7K-T型飛船是聯(lián)盟飛船中第一型使用壓力服的載人航天器,。為了能夠減重并能容納下壓力服所需要的維生設(shè)備，乘員組從3人減至2人,。但是新的問(wèn)題擺在了研發(fā)人員面前,。當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)并沒(méi)有能夠適合在“聯(lián)盟號(hào)”中穿著的壓力服，能夠選擇的壓力服基本上都過(guò)大過(guò)重,，為了能夠有一種可以在“聯(lián)盟號(hào)”返回艙中使用的壓力服,，星辰局再次接到任務(wù)，根據(jù)為空軍飛行員設(shè)計(jì)的壓力服進(jìn)行再設(shè)計(jì),，做出了“獵鷹”-K型壓力服,。
“獵鷹”-K型壓力服專(zhuān)門(mén)為乘坐聯(lián)盟號(hào)飛船的宇航員們?cè)O(shè)計(jì)。為了滿足減重要求,，該型壓力服的重量被控制到了10千克,。每套壓力服都能連接到返回艙內(nèi)的機(jī)載維生設(shè)備，提供空氣,、電,、通風(fēng)和水。該壓力服不妨礙宇航員在返回艙內(nèi)進(jìn)行各種操作,，又能在減壓的情況下保護(hù)宇航員的生命,，在飛船返回艙偏離航線，落入大海時(shí)壓力服還能讓宇航員在水上漂浮,。壓力服由兩層外殼組成,，外層由白色尼龍帆布制成，并進(jìn)行藍(lán)色飾邊,，內(nèi)層由橡膠拼接而成,。一個(gè)鉸鏈?zhǔn)剿芰厦嬲种苯舆B接在壓力服上。左手腕有一個(gè)壓力表,，也可以佩戴手表,，右手腕固定有一個(gè)鏡子。壓力服的手套可以取下,。靴子與褲子連接在一起,，不可分離，在關(guān)節(jié)處有做褶皺處理方便活動(dòng),。腹部右側(cè)有電氣管,，左側(cè)有壓力閥門(mén)和通氣管，在地面時(shí)可以與宇航員左手提著的空調(diào)相連接。設(shè)計(jì)有兩個(gè)可以裝東西的荷包,。在背部等處有可以調(diào)節(jié)身材用的松緊帶,。宇航員在進(jìn)入該型壓力服時(shí)，將通過(guò)壓力服正面的開(kāi)口進(jìn)入,，然后通過(guò)繩子像系鞋帶一樣密封前部和襠部,。
每一套“獵鷹”壓力服都是根據(jù)宇航員身材定制的，宇航員在訓(xùn)練中心就會(huì)穿著“獵鷹”壓力服,，在為他們定制的座椅上坐上兩個(gè)小時(shí),，以保證航天服合身不會(huì)有不適感。然后宇航員們會(huì)在真空室內(nèi)重復(fù)相同的步驟,。在起飛前,，壓力服還有最后的調(diào)整機(jī)會(huì)，在起飛和返回地面前,，宇航員會(huì)將壓力服的電氣和供氣軟管接入維生裝置并扣好面罩，直到確認(rèn)安全后才能打開(kāi)面罩,。這套流程直到現(xiàn)在依然在沿用,。
“獵鷹”-K型是為聯(lián)盟號(hào)飛船宇航員量身定制的壓力服
“獵鷹”-K型壓力服于1971年開(kāi)始生產(chǎn)，在1973年9月27日,，由聯(lián)盟12號(hào)飛船上的乘員組進(jìn)行了首次使用,。而“獵鷹”-K型壓力服也被一直使用，直到1980年更新型的“獵鷹”-KV2投入使用,。
允許“套娃”,！航天壓力服也有外套
在K型壓力服投入使用之后，新型的“獵鷹”壓力服的研制方案就被星辰局提上了日程,。1973年到1980年之間,，星辰局先后生產(chǎn)出了“獵鷹”-KM型和“獵鷹”-KV型。與K型不同,，KM型和KV型采用了一種上下分離的方式,，上半身和下半身通過(guò)拉鏈連接，兩型還配備了液冷內(nèi)衣用以帶離身體熱量來(lái)保證宇航員的舒適度,。但是由于性能和可靠性,、復(fù)雜性等各種原因，這兩型壓力服都沒(méi)有投入使用,，當(dāng)星辰局推出新一代壓力服時(shí),，型號(hào)已經(jīng)是KV2型了。
“獵鷹”KV2型壓力服
“獵鷹”-KV2型從1980年開(kāi)始服役,，并一直使用到今天,。該型的壓力閥門(mén)被移到壓力服正面中間偏上的胸口處，這樣使得宇航員可以用任意一只手調(diào)整壓力服壓力水平。重新調(diào)整了電氣和供氧通氣軟管的位置,，并且取消了鞋帶式的密封方式,，改為了正面兩道方便得多的拉鏈密封，這大幅減少了宇航員穿戴壓力服的時(shí)間,，不過(guò)在襠部這樣的位置還是保留了鞋帶式的密封方式,。
日本富豪前澤友作穿著KV2型壓力服正在進(jìn)行2小時(shí)測(cè)試
KV2型的材質(zhì)有所改進(jìn)，內(nèi)層從K型的橡膠內(nèi)襯變?yōu)榱司奂簝?nèi)酰胺,，減輕了重量,。KV2型擴(kuò)大了面罩的面積，使得宇航員能獲得更好的視野,。KV2型并沒(méi)有采用KM型和KV型的液冷內(nèi)衣來(lái)散熱,，依舊使用了和K型相同的風(fēng)冷散熱，這主要是由于液冷散熱需要更復(fù)雜的泵組,，并且壓力服的使用時(shí)間都存在重力或者過(guò)載,，在這種場(chǎng)景使用液冷內(nèi)衣時(shí)，體重會(huì)阻礙液冷散熱的正常運(yùn)行,。不過(guò)KV2型從前型KV型繼承了手部,、腿部的設(shè)計(jì)。KV2型依然是左手腕有一個(gè)壓力表,，右手腕有一面鏡子,，其他方面，KV2型與K型基本相同,。
在這里有個(gè)額外的小知識(shí),，就是當(dāng)拜科努爾發(fā)射場(chǎng)本地的溫度已經(jīng)降到了光靠壓力服自身已經(jīng)無(wú)法給宇航員提供足夠的保溫時(shí)，工作人員們就會(huì)在宇航員上飛船之前為他們穿上額外的保暖服,。這種包裹全身的保暖服可以讓宇航員們?cè)诹阆?0攝氏度時(shí)依然能感到溫暖,，而在宇航員進(jìn)入飛船后這一身就會(huì)被脫下。因?yàn)槠浼儼椎耐庑?，人們將這一身稱(chēng)為“大白熊”,。
壓力服外面的保暖服
第一型“獵鷹”壓力服在1973年投入使用，至今已過(guò)去半個(gè)世紀(jì),。在這50年歲月里,，“獵鷹”壓力服已經(jīng)護(hù)送了幾百名各國(guó)宇航員從地面出發(fā)，并從安全太空返回,。而在可見(jiàn)的未來(lái),，由于俄羅斯聯(lián)盟號(hào)飛船不會(huì)很快退役，與之配套的“獵鷹”壓力服也不會(huì)很快退役,，而會(huì)一直服役到俄羅斯的“雄鷹”號(hào)飛船投入使用,。這一天的到來(lái)或許還有些時(shí)日,，“獵鷹”這位勞模還會(huì)繼續(xù)保障各國(guó)宇航員上天返地很長(zhǎng)一段時(shí)間。
責(zé)任編輯：魏敏
