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太空行走
太空行走
太空行走(太空行走)
太空行走（Walking in space）又称为出舱活动。是载人航天的一项关键技术，是载人航天工程在轨道上安装大型设备、进行科学实验、施放卫星、检查和维修航天器的重要手段。要实现太空行走这一目标，需要诸多的特殊技术保障。
狭义
即指航天员离开载人航天器乘员舱，只身进入太空的出舱活动，还要考虑到太空的微重力环境对航天员人身安全可能造成的影响。
广义
航天员在月球和行星等其他天体上完成各种任务的过程也可以称为太空行走。 方式 航天员在舱外行走有两种方式：一种是用早期研制的脐带式的生命保障系统与乘员舱连接，航天员身穿航天服，航天员所需要的氧气、压力、冷却工质、电源和通讯等都是通过脐带由“母”载人航天器提供的。由于脐带不能过长，所以航天员只能在“母”航天器附近活动，如果航天器走远了则容易使脐带缠绕，像婴儿那样“窒息”而死。另一种是后期发明的装在航天服背后的便携式环控生保系统。航天员出舱后与“母”航天器分离，由于身穿舱外用的航天服，背着便携式环控生保装置，以及太空机动装置，航天员可到离“母”载人航天器100米远处活动。实际上，舱外航天服及便携式环控与生保系统是一个微型载人航天器，它保证人的周围有适合的压力，有通风供氧，有温湿度调节，使航天员在服装内正常生存，并能进行太空作业。 有人称载人机动装置是太空“摩托艇”，因为它装有推进系统，并能“自由”机动飞行。例如，美国航天飞机第10次飞行时，航天员使用的机动装置有24个氮推力器，利用推力器工作，航天员可以进行6个自由度的飞行。载人机动装置外形像一个背包，航天员通过手控器控制其高压氮气从安装在不同部位的推力器喷出，就能改变飞行的速度、方向和姿态，成为名副其实的人体地球卫星。 作用 航天员进行太空行走不同历史时期其目的不一样的。当1965年3月苏联航天员阿里克谢·列昂诺夫第一次由“上升”2号飞船飞出舱外时，其目的有两个：一是在载人航天活动中进行一次技术性的突破，二是使苏联在航天技术方面走到了美国前边，在全世界产生重大影响。美国也不甘示弱，同年6月，美国人怀特在乘双子星座4号飞船飞行时也飞出舱外。从此，出舱活动的技术就为两家所共有，在这时人们才谈到太空行走的`实用意义。 从多次出舱和登月过程中的月面活动看来，太空行走的作用和意义是巨大的。其意义与作用是完成太空作业。例如，修复载人航天器或其它航天器上的受损部件。美国人曾通过太空行走修复了天空实验室、太阳峰年卫星和哈勃空间望远镜。组建空间站。苏联航天员则通过太空行走修复过礼炮号空间站和组装、维修和平号空间站。当前正在建造的国际空间站，更是需要航天员进行多次出舱活动，才能在轨组装建成。登月活动更是体现了航天员在太空行走和太空作业的巨大作用，为人类进入外层空间和其它星球打下了良好的基础。 历史上第一次 1965年3月18日，苏联发射载有别列亚耶夫、阿里克谢·列昂诺夫的“上升”2号飞船。飞行中，阿里克谢·列昂诺夫进行了世界航天史上第一次太空行走，他在离飞船5米处活动了12分钟， 他离开“上升”2号飞船密封舱，系着安全带实现了到茫茫太空中行走。后来由于空间活动的需要，阿里克谢·列昂诺夫穿着一种新型宇宙服，内衣是由通心粉状的管子盘成的，管子总长100米。管内流过的冷水能吸去航天员身上散发的热量，并排放到宇宙空间去。在这种内衣外再罩上一层一层外套，套上同样多层的手套，穿上金属网眼靴子，戴上增强树脂盔帽，就能保证到密封舱外安全活动了。1965年，苏联航天员阿里克谢·列昂诺夫走出了“上升”2号飞船，从而成功实现了人类第一次在太空的出舱活动。这次太空出舱活动使理论付诸实践，从此真正打开了太空的大门。 这是一次非同寻常的航行。虽说飞船从升空到返回地面不过26小时，阿里克谢·列昂诺夫和他的指挥长别利亚耶夫却多次在生与死的边缘徘徊。万无一失向来是人类探索太空时的基本准则，而此次航行遇到的意外之多足以载入吉尼斯世界纪录。 苏联太空行走的计划实施得确实匆忙，因为美国同时也在进行这方面的研究。出于安全考虑，苏联率先向轨道上发射了一艘不载人的侦察飞船，以收集太阳辐射、高能量粒子流等各种因素将对航天员身体造成的影响的数据。然而飞船在返回地面过程中却意想不到地启动了自爆程序，关乎航天员生命的珍贵数据就这样消逝得无影无踪。 两位航天员很清楚期待他们做出怎样的选择：美国几乎已经准备就绪，虽说他们的航天员只是准备把手伸到飞船外面，但这也将被宣传为人类首次进入太空。 飞船刚一起飞就遇到了麻烦，本来预定进入距地球30万米的轨道，实际高度却达到了50万米。不过，真正的险情还在后面。列昂诺夫穿的是一套多层特制宇航服，它不仅能保持恒温，还有可以支持航天员在太空工作一个小时的生命保障系统。地面气压训练室只能模拟相当于距地球9万米高空的气压，而航天员走出飞船时周围则是真空状态。 为了防止宇航服膨胀变形，阿里克谢·列昂诺夫特地在上面系上了许多条带子。完成太空行走后，他突然发现因为宇航服发生膨胀自己已经无法返回飞船了。列昂诺夫果断地调低了生命保障系统的气压。 阿里克谢·列昂诺夫是头朝前进入飞船的，他这样做是为确保手中的摄像机万无一失，可是关闭舱门却成了一件难事。该舱断面直径只有120厘米，而宇航服的高度是190厘米。阿里克谢·列昂诺夫拼命旋转着身体。虽说从发现宇航服膨胀到关闭飞船舱门前后不过210秒钟，阿里克谢·列昂诺夫所承受的心理和生理压力却是难以想象的：他的体重减少了数公斤，每只靴子里积聚了3升汗水。 1965年6月5日，美国宇航员怀特也走出双子星座4号飞船的密封舱，在太空行走了20分钟。 完成了目视观测、拆卸工作及其他实验。该飞船上装有气闸舱，因此列昂诺夫还是从气闸舱进行出舱活动的第一人。 自从载人航天以来，宇航员已实现了近百次太空行走。但在1984年以前的60多次太空行走中，宇航员不仅必须穿上特制的宇宙服，而且还要使用安全带和供给氧、电的“脐带”与航天器连接在一起，以防在太空中飘走。 1965年6月3日，美国发射载有航天员麦克迪维特上尉和怀特上尉的“双子星座”4号飞船，绕地球飞行62圈。怀特到舱外行走21分钟，用喷气装置使自己在太空中机动飞行。这是美国第一次太空行走。怀特乘坐的是双子星座4号飞船，该飞船上没有安装气闸舱，因此是直接打开舱门出舱的。由于双子星座飞船是乘载两名航天员，两名航天员同在一个座舱内，因此当怀特打开舱门后，坐在舱内的另一名航天员麦克迪维也暴露在宇宙真空环境中。如果按照苏联的定义，只要航天员暴露在宇宙真空环境中就算进行了太空行走，因此麦克迪维就是“没有出舱坐在座椅上进行的太空行走”。可惜美国不承认这种定义，因此麦克迪维仍然不能排列在太空行走的航天员名单之内。 1984年7月17日，苏联发射“联盟”T12号飞船升空。船上载有扎尼拜科夫、沃尔克和女航天员萨维茨卡娅，与“礼炮”7号空间站-“联盟”T10号飞船联合体对接。她于1984年7月25日从礼炮7号空间站上进行了太空行走，她与另一名男航天员一起出舱，25日，萨维茨卡娅和扎尼拜科夫一起进行了3小时35分钟的舱外活动。萨维茨卡娅成为世界上第一位在太空行走的女性。 月面行走的第一人 美国的阿波罗航天员阿姆斯特朗，他于1969年7月20日乘坐阿波罗11号飞船在月面上着陆，第一个走出登月舱登上月球。他在月面上停留了2小时31分钟，与阿姆斯特朗一起的另一名航天员奥尔德林也跟随其后登上月球，在月球上也待了2小时31分钟。 2007年11月3日，美国航天员帕拉金斯基完成历时7个多小时的太空行走，成功修补了一块太阳能电池板。由于电池板依然带电，而且破损点距离工作舱足有半个足球场远，帕拉金斯基要“走”上近一个小时，英国《泰晤士报》曾评论说这次任务是美国航天史上最危险的太空行走。 训练 航天员进行太空行走训练（失重训练）主要有两种方式，一是利用失重水槽，二是利用失重飞机。 利用失重水槽： 在地面可以用中性浮力水槽产生的漂浮感觉，模拟训练航天员在失重时进行工作和维修。 利用失重飞机： 它可以完成抛物线飞行，形成15-40秒的微重力时间。使航天员感受、体验和熟悉失重环境，在失重的时间里可以做各种试验，如吃东西、喝水、穿脱衣服、闭眼与睁眼的定向运动，甚至可把一个舱体搬进机舱中，还可以进行人在失重的时间里从舱体爬出来的试验，训练太空的出舱活动。 影响因素 太空行走比较危险，有5个因素，一个是太空的环境因素，第二个是气闸舱的因素，第三个舱外航天服因素，第四个机动装置的因素，第五个人为的因素。 太空处于真空状态，没有大气层的保护，温度变化很大，太阳照射时温度可高于100℃，无阳光时温度可低于-200℃，同时存在各种能伤害人体的辐射。为保障航天员在出舱活动中能安全、健康和有效地完成任务，需要有出舱航天服、航天员在舱外乘坐的机动装置、完成任务所需的工具、固定航天员身体的设备及安全带等装备。舱外航天服是出舱活动中最重要的装备，相当于一个微型航天器。它将航天员的身体与太空的恶劣环境隔开，并向航天员提供大气压力和氧气等维持生命所需的各种条件。由于宇宙飞船、空间站、航天飞机这些载人航天器密闭舱内的人造气压、空气组成基本与地面相同，因此人体内吸有一定量的氮气，而航天服内的气压较低，仅为大气压的27.5%，航天员如果猛然出舱，遇到低气压后血液供应不上，溶解在脂肪组织中的氮气游离出来却不能通过血液带到肺部排出而形成气泡，可能造成气栓堵塞血管，引发严重疾病。所以航天员出舱前需要吸取纯氧将体内氮气排出，以排除隐患。 在太空行走的航天员由于没有参照物，无法分清物体的远近大小，并判断其速度快慢，如无保险措施，很容易丢失在茫茫太空中而成为人体卫星。所以太空行走需要采取保险措施——用安全带将航天员与航天器连接起来，防止航天员在太空中走失。 为了防止减压病，航天员在出舱活动之前还要进行吸氧排氮。生活在地球表面时，人体受到大气层的压力为一个大气压，人体在这样的压力下不仅生活正常，与外界气体交换也正常。但是，如果外界气压下降过大，人体组织内的气体因外界压力低往外逸出。氧气是人体需要的，逸到哪里都可以。但氮气往人体组织外逸出就会使人体产生皮肤发痒、关节与肌肉疼痛、咳嗽和胸...
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