航天服是史上最昂贵的的衣服,就算你是顶级大师设计的顶级时装,价值也不足其百分之一,嗯,镶上几颗大克拉钻石也许可以抗衡一下。

  现在地球上有资格说自己实际生产、使用了航天服的国家有三个:苏联(俄国)、美国和中国。中国自己独立研制了航天服,但是最后采用的是引进俄国技术研制的产品,抄了捷径。

历史追朔

  最早的航天服当然是苏美两国的,哪个更早开始研制我还没考证出来,确定的事实是,最早投入实际航天飞行的是苏联的 SK-1 航天服,1961 年 4 月 12 日,永远年轻的尤里·加加林穿着它完成了人类第一次航天飞行,让无数人震撼,其中也包括我。

穿着   SK-1 航天服的加加林

  SK-1 由苏联“星辰”科研发展生产企业研制生产(这名字真长)。实际上,至少我知道的所有苏联航天服都是由“星辰”研制的。它虽然是家军工企业,但研究的却是救人的东东,比如飞行服、航天服、弹射座椅,另外还有空中加受油设备等等,业务领域相当于中国的 609 所+610 所+507 所……,而且干得比它们强。著名的 K-36 弹射座椅就是“星辰”的拳头产品,享誉全世界啊,由 K-36 的基本型派生出了许多型号,我最感兴趣的是 K-36RS,这是为暴风雪号航天飞机研制的,可惜一次也在航天飞行中没用过。

加加林穿过的 SK-1 航天服

“星辰”研制的空中加受油设备

  扯远了,讲美国人。没多久,美国人紧赶慢赶,终于在 1962 年 2 月 20 日把约翰·格伦送上了轨道,他穿的是古德里奇公司的 XN-1 航天服。

穿着 XN-1 准备出发的约翰·格伦

  其实,上面说的两种航天服都是用飞行员使用的飞行全压服改进而来。比如 XN-1 航天服就是改自 Mark IV,它是美国海军使用的飞行全压服。

  “真正的”航天服还要从后面算起。美国人搞双子座计划,苏联人搞上升号飞船。说到这里,航天服就开始分家了,分成舱内航天服和舱外航天服(或者叫出舱航天服)。舱外航天服的技术要求比舱内航天服高得多,可以理解为一艘超小型宇宙飞船。

  1963 年,美国开始研制双子座任务使用的航天服。这次中标的是戴维·克拉克公司,他们先是研制出了 G2C 航天服,然后再接再厉,又弄出了 G3C。格斯·格里索姆和约翰·扬就穿着 G3C 坐进了双子座 1 号,大力神 3 号运载火箭 biu 的一声就把他们射进了太空,时间是 1965 年 3 月 23 日。

格里索姆和约翰·扬穿着 G3C

  但是这次飞行在美国以外没有激起多大反响,因为在 5 天前,苏联航天员阿列克谢·阿尔希波维奇·列昂诺夫走出了上升二号飞船,成为历史上第一颗人体卫星。这次壮举轰动了世界,列昂诺夫使用的是“金雕”舱外航天服,当然依旧是“星辰”的产品。不过这次航天服差点要了列昂诺夫的老命。在结束了太空行走返回飞船时,臃肿的航天服挤住了气闸舱,列昂诺夫使出了吃奶的力气也进不去,船内的搭档帕维尔·别利亚耶夫在里边无计可施。眼看要捐躯太空,列昂诺夫发了狠想出了最后一招:放气。这实在是没办法的办法,因为航天服内的气压本来就不高,再降气压有可能让他患上减压病,但是为了生存,这些都顾不上了。事实证明,列昂诺夫既勇敢又机智,而且运气很好,他成功地回到飞船内,然后回到地面,与别利亚耶夫一起被授予苏联英雄称号,并获金星奖章。“星辰”则被列昂诺夫痛骂,琢磨该怎么修改设计去了。

列昂诺夫穿着“金雕”漂浮在宇宙中

“金雕”舱外航天服:左边的是内层,右边只看见一部分的是外罩

  这些事情在当时当然都严格保密啦,反正苏联航天员又做到了一个世界第一,美国人心里灰溜溜的,只能暗中加紧进度。3 个月后的 6 月 3 日,美国航天员爱德华·怀特离开双子座 4 号飞船,进行了 20 分钟太空行走,成了世界第二、美国第一。他使用的是 G4C 航天服,由 G3C 改进而来,增加了外罩。

爱德华·怀特在太空行走

航天员舱外活动

  太空行走是俗称,专业人士不屑叫这个,他们说这叫“舱外活动”,翻译自英文 Extra Vehicular Activity,缩写是 EVA。我懒,想少敲几个字,所以以下就全部用 EVA了。

  先说说 EVA 的定义,简单说就是航天员身着舱外航天服,离开航天器或者天体(当然,不包括地球)上的基地,在太空或者天体上进行活动然后返回的过程。也就是说,航天员出空间站是 EVA,在月面行走也是 EVA,将来登上火星了,在火星折腾,一样是 EVA。

  这就跟航天服拉上关系了,没有航天员敢不穿舱外航天服就出舱门的。有人问了,如果不穿就出去会有什么后果呢?您看过施瓦辛格演过的一部科幻片《全面回忆》么?片子的末尾,肌肉男被轰到了火星基地的隔离罩之外,立马血管暴胀,脸部变形,眼球猛凸,眼看就要脱离眼眶喷薄而出了。这时火星上的大气发生装置及时启动,气压瞬间恢复正常(外星科技就是牛),施瓦辛格眨眼又恢复正常了。这正是:没有航天服,肌肉男也挡不住。

  其实,根据理论分析和动物实验,人体突然暴露在极低气压环境中,是能维持一段时间正常生理活动的,没有电影里演的那么夸张。比如我们把一条狗放在 260 帕的低真空环境中(海平面标准大气压是 101 千帕),只要暴露时间不超过 90 秒,恢复到常压就没有大碍,虽然减压病是肯定会得,但不会有严重后遗症。狗能挺住,人应该也没多大问题。

  那么这舱外航天服是怎么保护航天员的呢?

  这就牵涉到航天员出舱后面临的环境了。舱外环境可以简单归纳为“温、空、射、星”这四个字。

  “温”指温度。在茫茫太空中,没有大气保护,航天员面对太阳的一面温度可以达到 120℃以上,与此同时背阴的一面只有-100℃。舱外航天服有三层液冷服、舱外压力服和外罩,其中液冷服负责航天服内热调节,外罩负责屏蔽空间热辐射,二者合作保障人体热平衡。