太空“生命护盾”之航天服压力防护功能解析

航天服的构造设计、材料选择以及工效性能等直接关系到航天员在太空中的生命安全和任务实行情形。

它不仅是航天员的主要防护装备，更是保障任务成功的关键成分之一。
个中，航天服的压力防护是航天服最基本也是最主要的功能之一，能为人体建立起赖以生存的压力环境。

1.航天服必须具备压力防护能力

在高真空、低压力的空间环境下，人体无法自主呼吸，也无法坚持正常的血液循环和代谢过程。
环境压力的迅速变革随意马虎导致内含气体空腔的器官发生机器损伤，随着压力的降落，因体内惰性气体析出而随意马虎引发减压病；同时由于氧分压降落，机体缺氧的各种症状随即发生，在极度低压环境下，还将造成体液沸腾等严重后果。
因此，航天服必须具备足够的压力防护能力，为航天员建立起一个稳定的密闭承压环境。

2.早期任务中通用的压力防护体系

航天服的压力防护功能是通过航天服的压力服（简称压力服）实现的，压力服是由高空翱翔全密闭增压式防护服的根本上发展而来。
由于载人航天技能的早期目标是实现近地轨道的发射再入以及打破和验证出舱活动技能，出舱任务韶光短，事情项目相对大略，对活动能力哀求较低，因此在翱翔任务中，美国、苏联常日选用舱内和出舱任务通用的压力防护体系。
压力服与生命保障系统（或供氧调压装置）结合构成航天服系统，在构造设计上均采取软式构造。

当航天员在舱内实行任务时，航天服作为航天器压力防护的备份，在舱体涌现压力应急（泄露）时，防护空间环境成分的危害，保障航天员的生命安全及必要的事情能力。
当航天员开展出舱活动时，航天服则在此根本上增加热防护和生保背包，保障个人生命安全与康健。

以苏联为例，航天员尤里加加林在穿着SK系列航天服完成人类首次太空翱翔之后，科研职员在SK系列航天服根本上优化尺寸、改进设计，研发了兼具舱内活动与出舱活动功能的金雕型(BERKUT) 航天服。
1965年3月18日，苏联航天员阿列克谢列昂诺夫身着金雕型航天服完成了人类历史上首次出舱活动。

苏联航天员阿列克谢列昂诺夫进行了天下航天史上第一次太空溜达

该航天服首次利用了备份气密层，研发了真空环境热防护系统，并采取40.6kPa、27.4kPa两种压力模式和双层可拆卸式面窗，真空屏蔽外层可以有效隔热，同时保护航天服内部构造免受辐射和机器损伤。
但在这次出舱活动中，由于气压问题造成服装充压膨胀，航天员终极通过减压才返回舱内。
可见，航天服在设计、研制与验证的每个环节都尤为主要。

金雕型(BERKUT) 航天服展示

3.当前各国采取了不同的压力服系统

随着载人航天技能的发展和载人航天任务的变革，在空间站培植运营期间，载人天地来回常态化，近地轨道出舱频率、韶光以及任务繁芜度都显著增加，在采取适宜的压力制度的根本上，哀求航天服既具有更完备的舱内压力应急防护能力，也能知足舱外活动不同的运用环境和利用需求，特殊是舱外航天服必须具备更高的防护性能和生命保障功能。
为此，各国在航天服总体构型上采取了不同的压力服系统：舱内采取软式构造，保持了软式航天服轻质和易赋形特色；舱外则采取半硬式构造，尽可能提高加压作业的灵巧性、穿脱的方便性以及空间环境防护的安全性。

当前，我国利用的舱内航天服为头盔与躯干肢体服连为一体的密闭拟人形态软式构造，采取开放式透风供氧，由航天头盔、压力服、航天手套、压力调节器、透风供氧组件等组成。
个中，压力服由气密层和限定层构成，前者有良好的气密性，防止服装加压后的气体泄露；后者起到紧张的承力浸染，限定气密层的过度膨胀，担保基本的人体赋型，由高强度、耐磨损的材料制成。
压力调节器能够自动坚持服装内规定的事情压力，为航天员创造得当的气压等生存条件。

神舟十七号乘组身着舱内航天服开展任务演习

而我国自主研制的空间站“飞天”舱外航天服，整体上采取半硬式构造。
服装压力防护事理与航天器同等，同时为担保其适体性、活动性等工效保障功能，整体设计为带有活动枢纽关头的拟人形态压力容器，内部通过气体建立知足人体生理需求的压力制度，既对真空环境有效防护，又可在舱外作业中具备足够的活动能力，通过足够的气体压力防护，使得人体皮表具有自我限定能力。

用于开展出舱活动的“飞天”舱外航天服

航天服的压力防护功能是保障航天员在太空中生命安全的关键成分之一。
未来，随着载人航天近地轨道任务常态化，深空探测任务逐步履行，航天服压力防护技能将面向三个方向：一是面向全硬式零预呼吸的压力服，高压力制度可减少或者取消出舱准备活动时吸氧排氮的过程；二是短期内以低压力制度的软体构造为主构造，通过深入研究和优化枢纽关头技能、轻量化承压构造机构技能、前辈材料技能以及成型工艺等关键环节，逐步推进航天服技能的改造，研发出能够适应不同任务需求的变压力制度软式压力服；三是实现向局部机器反压式压力服的技能超过，从而提高航天服的性能和舒适度，更确保航天员在太空环境中的安全与康健。