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天天观焦点：突发：国际空间站太空行走被全面叫停，原因竟是宇航服头盔漏水？

来源：科普中国

据媒体报道，8月5日国际空间站的一名宇航员在舱外执行任务时，突发头盔进水，为安全起见，NASA（美国国家航空航天局）叫停了国际空间站所有太空行走任务。

一段时间以来，似乎中国总是好事连连，空间站喜讯一个接一个；而老帝们总是屋漏偏逢连夜雨，国际空间站也是漏洞百出，一会舱室漏气，一会又是俄罗斯闹着散伙，现在又出了个头盔漏水。


(相关资料图)

真的应验了“敌人一天天烂下去，我们一天天好起来”那句话？看来我们真的很快就要领军世界了，哈。引得许多网民一阵阵兴奋欢呼，情绪越来越高涨。不过我今天就不凑这个热闹了，从科学角度说说宇航服头盔为啥会漏水的问题。

宇航服头盔为啥会漏水呢，哪来的水？

出舱宇航服的复杂程度超出了一般人的想象，其功能包括：在太空失压、辐射、真空、低温或高温条件下对宇航员的保护；提供宇航员出舱工作期间呼吸的空气和吃喝拉撒等生命维持系统。因此，出舱宇航服实际上就是一艘小型飞船，科技含量极高，造价昂贵。

那么，既然宇航服造价昂贵，为什么会漏水呢？我们知道太空中高度真空，是没有水的，那么水又是从哪里来的呢？

这里要理清一个误区，所谓漏水，绝不是头盔有缝隙，从太空漏进来。如果头盔有缝隙，那就不是漏水的问题，而是漏气失压的问题，宇航员会很快死亡了。因此，这种所谓漏水还是宇航服内部的问题。

事实上，这种事故已经不是一两次了，而是已经出现过多次，总结起来原因大致有二：一是冷凝液聚集在头盔，是由于设备故障，无法及时排除掉宇航员呼吸的水汽导致；二是冷却水循环系统管线破裂，导致冷却水泄漏到头盔里。

从后果上讲后者更凶险，因为如果冷却水泄漏量很大，没有及时处理，就会淹没头盔，将宇航员憋死。但冷凝水积聚也不容忽视，因为当水滴聚集过多时，会形成水珠，在太空失重状态就会漂浮在头盔里，如果宇航员吸入，就会导致呛咳甚至窒息。

而且冷凝水积攒过多，还会导致宇航服温控系统发生故障，在太空零下一百多度或被太阳照射温度一百多度的情况下，温控系统失效非常危险。

比较典型的几次头盔漏水事故有：

2013年7月，国际空间站的一次出舱活动，意大利宇航员帕尔米塔诺的头盔进水量高达1.5升，淹到了嘴巴导致了呼吸困难，为了保命只得提前结束了太空行走任务返舱，这次事故至今还让帕尔米塔诺心有余悸；

2015年发生了两次头盔漏水事故，一次是宇航员维尔茨在太空行走时发现，头盔里有漂浮的水滴，自认为不太严重，出舱一次不容易，还是坚持到完成任务才返舱；据有关资料称，同年另一位宇航员头盔漏水，水位竟一度高到眼睛，差点被淹死。不过，我没找到这位宇航员的名字，因此难以确定消息的真假；

这种事故在今年3月份还出现过一次，当时美国宇航员拉贾·查理和欧空局德国宇航员马蒂亚斯·毛雷尔正在执行出舱任务，NASA还在进行现场直播，但在大约6个半小时的出舱活动中，其中一名宇航员头盔漏水，所幸不太严重，最终还是与同伴完成任务后才返回。NASA没有透露是哪位宇航员头盔漏水。

8月5日，这种事情又发生了。不过NASA没有透露漏水原因，但看起来比较严重，所以才叫停了所有太空行走任务。

之所以发生一系列的宇航服事故，是因为这些宇航服太老了。俄罗斯宇航员使用的海鹰舱外宇航服规定使用次数为12次，达到使用次数后就扔了，跟随废弃的货运飞船在大气层烧毁。而美国这第四代舱外宇航服已经使用了40多年了！

宇航服的前世今生/

宇航服的研制经历了四代升级，第一代和第二代都很简陋，是人类航天初期的六十年代末和七十年代初，宇航员们在地球低轨道飞船中穿的，不能出舱活动；第三代宇航服实现了质的变化，可以让宇航员在舱外活动，并实现了阿波罗载人登月，在月球上活动。

第三代宇航服不但能够抵御月球高度真空低气压、127度高温和零下183度低温、宇宙射线和高强度电磁辐射，还能抵御微流星体的轰击。

美国每一代宇航服的研制都花费了巨大的费用，都要超过10亿美元。如1974年开始研制的第四代宇航服，主要用于出舱任务使用。这种宇航服最终成品做出18套，每套造价达到当时的1500~2200万美元，折合现价达到1.24亿美元一套。

美国第四代航天服在第三代基础上有了很大改进，重量仅60公斤，在10-15分钟内就能穿戴完毕，使用的生命保障系统更是可以让宇航员进行长达7个小时的作业，而且可以抵御更多的宇宙物质，如高能粒子和小型陨石。同时，在航天服的头盔中，还可以储存更多的水和食物。

18套宇航服有2套在试验时就损坏了，4套在航天飞机事故中毁掉了，1套在猎鹰9号火箭爆炸中摧毁了，剩余的11套足足用了40多年。

在太空真空环境，向阳一面温度可以达到121度（摄氏度，后同），背阴一面温度会骤降到零下157度，加上辐射等伤害，现在只剩下4套能够勉强使用了。前几天，又有一套漏水，看来只有3套能用了。

迄今为止，人类执行太空出舱任务已经有440多次了，这11套宇航服担负了至少200次出舱任务，可谓劳苦功高。那么为啥一直不能更换新的宇航服呢？说起来容易，做起来却极难。

事实上，美国从2008年开始，就一直在研发新的宇航服，截止到2021年，研发费用已经花去4.2亿美元，据称还需6.25亿美元才能完成这个项目，又是10亿美元以上！项目完成后能够提供2套成品，由此可见这种新宇航服一套造价就达5亿美元。

2019年，NASA曾经高调展示了一款宇航服，看起来十分灵活。NASA宣称是新款宇航服Xemu，能够提供6天舱外活动的生命支持，是为阿尔忒弥斯登月任务准备的。但同时NASA表示，这款宇航服的成品在2005年4月份前无法拿出，影响了重返月球的时间。

而在今年6月1日，NASA又宣称，由于Xemu宇航服出现重大延误，拟向另外两家公司支付35亿美元的研发费用，用于研制新的宇航服。看来似乎是另起炉灶，研发费用惊天了，难道要研发登陆火星的宇航服？

这无疑属于第五代航天服，但从一个侧面说明这些宇航服无法适应国际空间站的出舱任务。

由此NASA希望那些陈旧的第四代宇航服使用寿命能够延长到2028年，与国际空间站共存亡。看来美国宇航员们还需继续忍受这些宇航服的毛病，或许还会有头盔漏水的事故发生，但愿不要导致伤亡事故。

根据有关方面透露，中国的宇航服造价只需要3000万元人民币，折合美元只需450万元，且非常先进好用，据称只需要5分钟就能够穿戴完毕，价廉物美。不过这个造价是不是包括整个研发费用就不得而知了。

延伸阅读：宇航服简介/

宇航服也叫航天服，是宇航员们在太空执行任务时，为保障生命安全而穿戴的防护服装，包括舱内和舱外宇航服。

舱内航天服防护等级比舱外的要低一些，是为了防止发生意外而在飞船待发、上升、返回、变轨、交会对接阶段穿戴的，以防止出现压力意外事件；舱外宇航服是宇航员在出舱活动时使用的个体防护装备。

这里要说明的主要是舱外航天服。我们知道，宇航员在舱外暴露在太空执行任务，环境是非常恶劣的，要抵御高度真空、低气压、高温或低温、高辐射等太空环境，有时候在舱外执行任务七八个小时。

总体上说，宇航服由三大部分组成：即具有抗真空、抗压、抗辐射，隔绝高温低温，严格密封等防护作用部分；生命支持系统部分；良好的通讯联络系统部分。

生命支持系统包括：提供可供呼吸的氧气（空气）、装备足够的饮水和特殊的食物，宇航员只要一伸嘴就能够吃到喝到；宇航服内还能处理汗液和尿液，能够让宇航员们在宇航服内较为舒适灵便的活动，这样才能够完成复杂的舱外任务。

引用：中国飞天航天服简介：

重量：120公斤

主要颜色：白色

造价：约3000万人民币

组成：用料软硬结合，从上到下依次是头盔、上肢、躯干、下肢、压力手套、靴子。

适用：四肢装有调节带，通过调节上臂、小臂和下肢的长度，身高1.60米-1.80米的人都能穿上。

耐力：可支持4个小时舱外活动，并可重复使用5次

上肢关节：巧妙地利用仿生结构，使关节活动更加自如。

腕镜：手腕处装有一面小镜子，航天员可以通过它随时察看自己身上的各种开关。

背包：高1.3米，是航天服穿脱（进出）口的密封门，在背包壳体内安装舱外航天服生保设备，背包壳体下端安装有挂包、备用氧瓶等。背包关闭通过拉紧钢索和操作关闭手柄完成。

头盔：经过科研攻关，“飞天”航天服头盔的视野比其他同类产品要大。

摄像头 ：头盔还有摄像头，可拍摄航天员出舱操作。

照明灯： 两侧各一照明灯，可照亮服装胸前部分，方便航天员在阴暗面操作。

报警指示灯 ：两侧有报警指示灯，一旦服装出现泄露报警灯闪。同时还有语言报警。

面窗 ：其面窗4层，2层充压结构，2层之间充高纯氮气，防结雾，外面是防护面窗，外层是滤光面窗，对太阳光折射率低，迎着光照面可拉下它。

手套：为每位航天员量身定做，看上去特别厚实，有点像拳击手套。

外层热防护手套：外层为纤维织物，有两层气密，使用特殊隔热橡胶材料，能耐受高温到100℃；指尖 指尖部分，只有一层气密层，保持触觉；手指背部位内有两层真空屏蔽隔热层；在手心握物部位设置有凸粒状橡胶，主要为防滑；手套可握住25毫米的铅笔粗细的东西。

热防护盖片：在手背有可翻折的热防护盖片，用于覆盖手指部位，提高此部位的热防护能力和保证手指的关节活动性。

手表：专门设计的航天手表，材料适合航天特殊环境。它比一般手表表盘大，实现功能也比普通手表多，上有三个小表盘，分别是小时、分钟、秒；可以读北京时间和飞行时间，另外可以转动表盘记时；用途 航天手表可让航天员在漆黑的太空中，清楚地知道地球的昼夜之分，以保障航天员的生活规律与地球同步，不至于打乱生物钟。

衣料：航天服须真空屏蔽隔热，所用织物要多种织法结合起来才能达到强度要求。

层次：航天服6层：由特殊防静电处理过的棉布织成的舒适层、橡胶质地的备份气密层、复合关节结构组成的主气密层、涤纶面料的限制层、通过热反射来实现隔热的隔热层、最外面的外防护层。躯干达到7层，最厚的是挂包有20层。

据悉，我国开发的新一代航天服，保留了此前的优点，在防辐射、防高低温度、防高低压方面，以及在独特的生命保障系统方面都有很大提升，可在舱外超长“待机”达8小时，增加了尿液收集装置，可适应1.6~1.8米的宇航员穿着使用，实现“单位数字扫描”技术，具备抓握25毫米铅笔粗细物品的能力。

从这些指标来看，优于美国第四代宇航服。总之，宇航服是宇航员在太空极端环境的生命保障，且是完成各种复杂任务的工具，是世界顶尖科技的结晶，一点都马虎不得。对此，各位怎么看？欢迎讨论点评。

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关键词： 国际空间站 太空行走 执行任务

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