李國(guó)利 占康 黎云
2021年11月8日,神舟十三號(hào)航天員翟志剛、王亞平安全返回天和核心艙,出艙活動(dòng)取得圓滿成功。他們身上穿著的我國(guó)自主研制的“飛天”艙外航天服在太空中格外醒目。
120公斤重的艙外航天服,是航天員執(zhí)行出艙活動(dòng)的鎧甲。它像一個(gè)人形飛船,充上一定的壓力后,可保護(hù)航天員的生命安全,抵御外太空的高低溫、強(qiáng)輻射等。那么,這件比黃金還貴重的“飛天戰(zhàn)袍”,是由什么做成的?又是怎么做出來(lái)的?讓我們到航天員中心研發(fā)與總裝測(cè)試部服裝車間一探究竟。
航天服:重而不笨
艙外航天服是航天員生命安全的保障。生命安全無(wú)小事,體現(xiàn)在工藝上就是復(fù)雜且精密。
艙外航天服的軟結(jié)構(gòu),包括上下肢和手套,從里到外是舒適層、備氣密層、主氣密層、限制層和熱防護(hù)層等,既能抵抗太空風(fēng)險(xiǎn),又能穿著舒適、行動(dòng)靈活,重而不笨。一般情況下,受試人員包括航天員在3分鐘左右,就可以穿上或脫下艙外航天服。
據(jù)了解,僅做一副艙外航天服下肢限制層需要260多個(gè)小時(shí),而裝配一套艙外服需要近4個(gè)月。這已經(jīng)是最快速度了。
頭盔面窗:制作需要
經(jīng)過(guò)47道工序
艙外服上的頭盔面窗,是航天員進(jìn)行出艙活動(dòng)時(shí)觀察外界的窗口。頭盔面窗有多層,最里層為雙層壓力面窗,是整個(gè)頭盔的承壓密封結(jié)構(gòu),呈曲面形,直接關(guān)系到航天員的生命安全,必須做到絕對(duì)安全可靠。
且不說(shuō)它的承壓材料要經(jīng)過(guò)多少輪的選擇、測(cè)試,光密封加縫合就耗時(shí)兩個(gè)月,一共完成47道工序。就拿面窗除塵來(lái)說(shuō),先吹洗,再不間斷擦拭兩小時(shí)左右,直到肉眼看不到一絲灰塵。
“波紋袖”:既舒適又靈活
在太空,航天員穿著航天服后活動(dòng)的操作主要靠上肢實(shí)現(xiàn),所以制作時(shí)既要考慮活動(dòng)的靈活性,還得考慮充壓后的承力性??p紉車間的王其芳用一雙巧手做出來(lái)的“波紋袖”充壓后舒適度和靈活度都是一流的。以打結(jié)為例,因?yàn)榻Y(jié)點(diǎn)是多條線的交錯(cuò)處,特別硬,就得用簪子扎孔、穿針,再用鑷子把針拽出,光打結(jié)就有3道工序,一套艙內(nèi)航天服上肢有76處孔需要打結(jié),僅這個(gè)活就得干兩三天。
液冷服:全身上下鋪線100米
航天員在艙外活動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量,需要穿上給身體降溫的液冷服。液冷服是由彈性材料制成的,全身上下全是細(xì)密的小孔,供42根液冷管路線均勻穿過(guò),每?jī)煽组g穿1厘米的線,全身上下鋪設(shè)100米左右,就得穿20000個(gè)孔,尤其是頭部的蛇形分布線路,鋪線更是細(xì)密。
氣密層:反復(fù)刷幾遍膠
在真空中,人體血液中的氮?dú)鈺?huì)變成氣體,造成減壓病,必須給航天服加壓充氣,否則就會(huì)因體內(nèi)外的壓差懸殊而造成生命危險(xiǎn)。因此,航天服的氣密性要求極為嚴(yán)苛。比如,為艙外航天服氣密層刷膠,也不是簡(jiǎn)單地刷,要觀察溫濕度、刷膠時(shí)間,薄厚度要適量均勻。
再如,艙外服氣密層的TPU材料表面非常光滑,粘膠前必須涂上一層表面處理劑對(duì)表面進(jìn)行活化,稍微處理不當(dāng),表面就有可能造成損傷。而透明色的材料導(dǎo)致肉眼幾乎看不見特別小的損傷,等到后期加工完再充壓測(cè)試就為時(shí)已晚。
背包門:航天員“生命
之門”必須密封嚴(yán)實(shí)
艙外服的背包門被稱為航天員的“生命之門”。在太空環(huán)境下,背包門如果密封不嚴(yán),將直接威脅航天員的生命。
背包門的插銷座有4組、插銷門有4組,插銷座和插銷門合上時(shí)要天衣無(wú)縫。為此,他們用卡尺一點(diǎn)點(diǎn)地量,精度精確到幾十微米。最終,他們用極精準(zhǔn)的工藝手段使得開背包門省力一半多。
金屬“硬軀干”:
不能有0.1毫米細(xì)微毛刺
艙外航天服有個(gè)金屬結(jié)構(gòu)的硬軀干,外形像是一個(gè)鎧甲,背后掛有保障生命的通風(fēng)供氧裝置。光單機(jī)產(chǎn)品有100來(lái)個(gè),由30多個(gè)外協(xié)單位分別生產(chǎn),最后從五湖四海聚集到艙外服系統(tǒng)集成總裝車間裝配。
金屬“硬軀干”上有1000多個(gè)米粒大的小孔,和配套的各種不同規(guī)格的螺絲,組長(zhǎng)岳躍慶帶著組員們用鑷子夾著酒精棉一點(diǎn)點(diǎn)仔細(xì)擦拭,再用放大鏡檢查是否徹底擦洗干凈。“一粒浮塵都有可能釀成大禍?!痹儡S慶說(shuō)。
碰到毛刺,岳躍慶就變身整形醫(yī)生,要給金屬表面做“磨皮”手術(shù)。多年來(lái),岳躍慶練就了“好手功”。他說(shuō),哪怕是0.1毫米的細(xì)微毛刺,都能摸出來(lái)。
艙外手套:
尺寸公差不超過(guò)1毫米
做手套的師傅郭濃兩個(gè)月要交付6副艙外手套,幾乎每天都在埋頭苦縫。就算是手縫,同樣要求精準(zhǔn),尺寸公差也不超過(guò)1毫米。更重要的是,由于航天服的特殊性,不能反復(fù)拆縫,走針的時(shí)候務(wù)必小心,力爭(zhēng)一次到位。
也正因?yàn)榇?,郭濃和同事們?cè)诳p制的時(shí)候,必須做到手到哪眼到哪。時(shí)間久了,練就出一雙雙火眼金睛。
(摘自新華社微信公眾號(hào),本刊略有改動(dòng))