作者：伍零

年11月7日，神舟十三号航天员翟志刚、王亚平身着我国新一代“飞天”舱外航天服，先后从天和核心舱节点舱成功出舱。此次出舱任务中，中国新一代“飞天”舱外航天服的表现令人惊艳。

新一代“飞天”舱外航天服不同于在轨的另外两套分别采用国旗红和太空蓝作为装饰颜色的舱外服，这套新的白色舱外服上镶着两条黄色的装饰带，方便区分。这个设计灵感来源于敦煌壁画飞天的元素，包括祥云和凤凰等几个元素综合，以一种创新方式来传承中国的传统文化，让大家一看就知道，这是我们中国的图腾。

王亚平身穿新一代“飞天”航天服出舱执行任务

除了外观变化，这套航天服还在结构上进行了调整，通过对下肢进行版型优化，可使体型瘦小的航天员穿着更适体。

舱外航天服和舱内航天服有什么区别呢？

舱内航天服是作为应急情况下保障航天员安全的重要个人防护装置。舱内航天服和飞船环境控制与生命保障系统的供气调压、航天服循环等子系统，配套构成了飞船座舱压力和大气控制的安全冗余系统。

一旦飞船出现座舱大气泄漏或其它应急情况时，航天员穿着舱内航天服就位于航天座椅，就能迅速转入应急模式，保障航天员服装内的安全环境，争取宝贵时间，以便飞船择机提前返回，确保航天员安全。

而舱外航天服则是一个微型航天器，通过安全绳和电脐带与空间站稳固连接，保障航天员出舱安全。

因此，研制舱外航天服是一个难关。据资料记载,美国和前苏联用了8到10年的时间才开发研制出来,而我国仅仅用了4年！

从无到有，它的研制过程可谓历经艰辛、步步坎坷，航天服上的任何一个部位的攻关都非常不易。

舱外航天服艰难起步

通常舱外航天服里外共有六层，每一层由不同的材料组成，分别发挥不同的作用，总重达公斤以上。舱外航天服是航天员走出空间站到舱外开展各类工作时必须穿戴的防护装备。

舱外航天服六层材料组成及作用

在舱外工作时，航天员如果不穿上舱外航天服，就会因体内外的压力差悬殊诱发生命危险。航天服接受太阳光直射，太空中的太阳光与地球上所谓的太阳光完全是两个概念，地面上的太阳光经过大气层和臭氧层的过滤，阳光抵达地面完全不会对人造成任何伤害。

而太空中的太阳光线，是太阳核聚变释放出来的大量的射线和部分粒子，会直接照射在宇航员的宇航服之上。

还有太空中的温度，宇航员在舱外活动，为了保证航天服在太空中能正常地生活，航天服必须适应在摄氏度高温和零下摄氏度低温下正常使用。

舱外航天服能够提供恒压环境，还具备保温、隔热、降温、通风等功能，为航天员开展工作提供一个相对安全的工作环境。

“飞天”舱外服的结构功能分布图

总而言之，舱外航天服是我们实现太空行动的重要装备。

年7月，舱外航天服研制项目正式立项。从决定研发神七舱外航天服的那一刻起，一场在中国航天员科研训练中心的攻坚战就打响了。

“接到任务，大家感觉心里像压了一块石头，异常沉重。”回忆当时的情况，中国航天员训练中心舱外航天服研究室主任刘向阳至今记忆犹新。

按照我国载人航天“三步走”的发展规划，掌握出舱活动技术是第二步第一阶段的首要目标。神舟七号任务的主要目标就是突破出舱活动技术，为后续空间站等大型空间设施的建造和维护维修奠定基础。

舱外航天服实际上是一个小型的载人航天器，其研发本身就是一项技术构成复杂、结构集成度高、技术综合性强的系统工程。由于研发周期短、基础薄弱，挑战极为严峻，因此“飞天”舱外航天服的研制就自然成为神舟七号任务的重要关键任务。

命令如山，没有退路。面对这个全新的项目，按常规做法显然是行不通的。怎么办？经过冷静思考，项目组调整思路：最大限度利用国内已有的相关成熟技术，将相关成果拿来进行整合、集成创新。项目组的基本思路是，瞄准世界前沿技术,走一条既有借鉴又有创新的特色之路。

于是，项目组利用各方面的优势力量，花了半年左右的时间进行论证。“这个‘纸上谈兵’的过程，大大加快了研制进程。”刘向阳后来回忆时说。

比如舱外服上用的泵，以前飞船上就有，虽然两者之间有区别，但只需在原有技术基础上，把这个泵做到小型化、做到可靠性更高，就能满足舱外服的要求。

方案设计刚开始时，科研人员能够明确的只有两样东西，一是基本原理，二是功能要求。而在工程上如何实现，每一处都只能靠想象和创造。

关键时刻，中国航天人的攻关精神又一次迸发出来。北京市海淀区唐家岭，航天员中心的办公楼从此灯火长明。

大到整体结构和外形，小到元器件、原材料的性能指标，航天服的一针一线都需要从头设计。办公桌上，设计图纸换了一张又一张；会议室里，国内相关领域的专家来了一批又一批……

在载人航天工程航天员系统的11个分系统里，舱外航天服独立于其他所有分系统，实行单独管理。航天员中心副主任白延强说，这意味着，航天服是作为跟飞船、火箭、航天员一样的大系统来进行资源配置的。

航天服研制下设本体结构、医学监督、环境控制与生命保障、数码技术四个分系统。每个分系统都集纳了国内最顶尖专家的意见，调动了全国相关领域的最优秀资源。

因此，航天员中心主任陈善广说，“飞天”航天服是中国航天人集体想象力、创造力的体现和成果。

关键技术突破

中国人最不缺的就是刻苦钻研，迎难而上的精神。为了成功研发航天技术，项目组成员采取关键技术突破，逐项攻克的方法。

躯干是整个舱外服的核心部分，结构复杂、要求综合性高，给设计工作带来很大挑战。同时由于结构复杂、密封部分尺寸精度要求高,导致工艺实现困难，主要体现在复杂薄壁结构成型和组合焊接变形控制上，技术难度非常大。

考虑到躯干是个不规则的异形结构，最初定的方案是采用复合材料。经过反复论证，该方案存在许多不足，专家组决定采用铝合金成型的新方案。

方案更改了，设计图纸也得推翻重来。当时，已是年的“五一”，时间十分紧迫，躯干没有定型，上肢、下肢、背包等研制工作也都难以全面展开。

为了抢时间，他们把设计图纸的技术人员、躯干生产厂家的工作人员集合在一起，进行联合攻关。15天，他们不眠不休连续作战，把设计图纸连同工艺审查全部完成。

躯干定型非常复杂，既要保证足够的强度，又要保证精度。于是，项目组设计人员下到车间一线，和工厂人员日夜加班，整整花了3个月时间，“精雕细琢”出了第一个躯干。

航天服加工中心工作人员为躯干定型

然而这只是制作的一个开始，一个个难关还在等待着。

出舱活动的目的是到舱外进行维修安装等活动，上肢部分非常重要，既要保证很高的强度，又要让关节实现灵活自如。

这似乎是一对不可调和的矛盾。要保证强度，就要充气加压，这样服装就会膨胀，上肢就会变得僵硬，活动阻力很大；反之，灵活度有了，安全强度又无法保证。怎么办呢？这实在让研究人员头疼了一回。

一天晚饭时，望着眼前盘中的大虾，愁眉不展的工艺师李志突然找到了灵感：虾全身也是硬壳，为什么就能行动自如呢？他仔细观察虾的身体构造，发现层叠的虾壳给了虾很大的灵活性。

于是在那一段日子里,李志和李潭秋成了不折不扣的“虾迷”。大虾、皮皮虾都成了他们迷恋的对象。于是他们买来各种虾进行解剖，最终决定将仿生学成果应用到服装上。其实类似的仿生结构,国外也有,可是如何实现却没有现成的资料。

那段时间,李志在服装加工中心没有少鼓捣他的新“结构”，十八般武器尽数登场。他巧妙地在肩肘部都用上了这个科学结构，相应的指标比国外同类产品要好。软质织物赋形难，金属活动性不佳，但稳定性好，李志将两个品性大相径庭的材料完美结合在一起，成就了舱外服最具中国特色的结构。

工艺师李志在航天服加工中心研究“虾”结构试验

舱外航天服的特殊性,使得服装的产品大都具有特殊要求。热装轴承就属于这样的特殊产品，它是在舱外航天服上应用较多的产品，然而实现起来非常困难，研制人员做了几年都以失败告终。

李志再次临危受命，他和同事开始跑各种相关展览。他们跑到上海轴承博览会去看人家的产品，都是做钢结构的，不符合服装要求。他们又对国内加工轴承的厂家一一调研,询问了国内最有名的轴承制作点，哈(哈尔滨)瓦(瓦房店)洛(洛阳)都不行，没有一家研究这种铝合金材质软制轴承。

怎么办?只有靠自己的力量干。

李志是个善于钻研的人，他通过热胀冷缩原理，进行热装。工厂觉得热配合肯定进不去，因为没有合适的模具。他就想办法自己制作了很多模具，用砖、塑性胶、塑性泥等各种材料，甚至用了最土的办法，在砖上面刻上圆，装上电热阻丝加热。那二三十个模具成为他成功的最大功臣。如今在李志的带领下，航天服加工中心已形成了一整套完备的航天服制作工艺规范。

在这群航天人的努力下，我国成功突破了EVA手套技术、外防护层织物技术、头盔面窗技术、水升华器技术、循环动力系统小型化及降噪技术、气液综合控制技术、高压储氧复合气瓶技术、低压综合测试技术等关键技术，舱外航天服的研发进程又向前迈进了一大步。

用生命守护“飞天”梦

设计是重要环节，但航天服的有效性、安全性、实用性更是关键，毕竟这是航天员们的安全保障。为了航天员的安全，为了我们的“航天梦”，研发人员不畏艰险，哪怕以生命为代价，大家也毫不退却。

在神舟五号任务前，舱内航天服因为加压后，腿窝处和腿踝处卡腿造成不适，像刀子一样卡腿，长时间穿着，会影响航天员的操作，必须进行改进，这就是所谓“制约航天服研制的两把刀”。

李志临危受命。为了摸清服装状况，了解穿着服装的极限值,他主动承担被试任务，一直坚持到末梢神经没感觉，血脉不通。医生惊讶于李志的忍耐力，说再继续下去，腿就有危险了。有了真实的体验，再改进起来，李志思路就更清楚了。

他从结构入手，巧妙地使加压的力反向走，减轻腿部压力。他用了三个月的时间，把穿着舱内航天服的应急返回时间延长了2个小时。短短的2个小时，却凝聚了他多个小时的心血。

产品得以通过考验不完全是靠智慧，还必须有勇气。一个氧瓶在21兆帕的高压下,放在振动台上，其当量相当于5枚手榴弹。

不知道危险去做和知道危险去做同一件事是有极大差异的，差异就在于知道了危险后人们选择的几率会本能地变小。这让做氧瓶振动实验的工程技术人员煞费苦心，他们在京内外联系的十多家具备条件的单位无一敢应，给再高的报酬也不干。最后，他们总算找到了一家离市区一百八十多公里的一个地处空旷山区的研究单位承担了这项实验。

罗江，一个不善言词的小伙子，多次参加实验，每一次都是主动请缨。第一次实验，是他和室里的两位老专家芮嘉白、孙德凯一起去的。试验时，他们穿着借来的防弹衣、钢盔。其实这只是个心理安慰，要真的出事，这些东西根本不管用。出发前，他们很坦然地跟家里把该留的话都留了。

罗江后来回忆：“实验时，前面是装氧瓶的车，后面就是专用的救护车。瓶子到哪里，救护车就跟到哪里。我们搬运气瓶，那种小心的样子就别提了。我直到现在也弄不明白，当时的胆子是从哪儿来的。你想想，零距离和死亡接触，哪有不害怕的?”

而在参与舱外航天服的试验时，罗江的危险系数更高了。这个产品，从来都是环控系统中天字第一号被

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