美国仅剩4套宇航服,用了几十年了!造不起?

自从我国的神舟十三号载人航天飞船发射成功后,就获得了世界各地人们的称赞,与此同时,也出现了不少贬低美国航天事业的言论。很多人觉得我国航天事业发展后来居上,已经超过美国了。因为我国制造一套航天服花费在3000万元人民币,美国制造一套航天服花费大概在2亿人民币,这差距实在是不小。也因此,甚至还有人说,美国连航天服都只剩下4套。难道事实真的如此,美国国家航天航空局已经造不出来航天服了吗?

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航天服是用来保护航天员,保障其能在太空正常工作的个人救生防护装备,一般由压力服、头盔、靴子、手套等物品组成。可以用来预防真空环境、人体不适应的高低温度、太阳辐射以及微小的流星等各种环境因素会给人体带来的伤害。比如说,在真空的环境当中,人体血液里包含的氮气会变成气体,然后体积膨胀变大,如果不穿航天服,这种人体内外的过大的压力差,会给航天员带来生命危险。

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左边为我国舱外航天服,右边为我国舱内航天服

最开始航天服只可以在飞船的座舱内使用,但是现代的航天服还可以让航天员在飞船座舱外使用,可以用来进行出舱活动和登月考察。所以按照用途来分,航天服可以分为舱内航天服和舱外航天服两大类。因为太空环境过于复杂,舱外穿的航天服结构相对来说也就更加复杂,防护性能和功能更加全面。但不论是舱外航天服还是舱内航天服,都要采用特殊材料,在精密的技术下制作完成,然后经过多次测验后投入使用。尤其是舱外航天服,制作一套的花费可达上千美元,真的可以算是世界上最贵的衣服

要想客观了解美国航天服现如今的发展状况,需要简单说一下美国航天服的发展史。

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虽然美国是世界强国,也是航天技术非常先进的国家,但第一颗发射成功的人造卫星和第一艘送人类登上太空的载人飞船,都不是由美国制造的,而是由已经解体的前苏联制造的。

前苏联在1957年10月4日,成功发射了人类第一颗人造卫星——斯普特尼克一号。因为这正处于美苏冷战期间,所以这颗发射成功的卫星成为了美国心中的不定时炸弹,引起了其极大的恐慌,也因此美苏展开了长达二十多年的太空竞赛。到了1961年,前苏联又利用东方一号载人飞船,成功将苏联宇航员尤里.加加林送到了太空中,并将其安全带回。这次不到两个小时,仅仅在升空三百里后绕地球一圈后返回的飞行,是人类发展历史上具有里程碑意义的事。这也促使美国加快了,发展航天技术的步伐。但是想要将宇航员送入太空,就需要制造出可以让宇航员在太空里安全活动的航天服。

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在第三十四任美国总统艾森豪威于1958年签署《美国公共法案85—568》后,美国国家航天航空局在1957年到1975年,这长达十八年的太空竞赛期间,总共研发生产出了四代航天服。

美国从1958年到1961年只花费了三年时间,就研究出来了航天服。并且在同一年的五月,美国第一位航天员艾伦·谢泼德穿着这套航天服,乘坐“自由7号水星”航天飞船进行了15分钟的绕地球轨道飞行,不过其中只有5分钟是在真正的太空中度过的。这套航天服,就是美国研发出来的第一代航天服。它的制作灵感来源于海军的战斗服—MK—4压力服,美国国家航天航空局在改造这种战斗服时,为其加上了防护层、隔热层以及绝缘层,并在关节部分缝入了金属链条。虽然不够精致,但这套航天服确实可以帮助航天员在太空完成飞船座舱内的活动。

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美国第一代航天服

从1961年11月到1966年11月,美国开始专注于实现“双子星座计划”(其主要任务是研究、发展载人登月的技术和训练航天员长时间飞行及舱外活动的能力)。在长达五年的时间内,美国完成了十次环绕地球轨道的飞行计划。其中前两次是无人驾驶的试飞行活动,飞船在发射后也没有回收。

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自1965年3月23日“双子星3号”飞船开始进行载人轨道飞行,每次有两名宇航员参与,耗资高达13亿美元。这几次飞行活动中,宇航员穿的都是在第一代航天服基础上进行改造后的第二代航天服。

这种航天服被称为“G4C”,除了抗压能力增强外,这款航天服才能被称为是真正意义上的“航天服”。但因为现阶段还没有展开在飞船座舱外的探索活动,所以,这一航天服的作用仍然主要是,帮助航天员维系生命体质稳定和防止被宇宙环境伤害。

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美国“双子星座计划”中使用的宇航服

从1961年到1972年的这11年中,美国则一直在为“阿波罗计划”(载人登月飞行)做准备。这期间美国国家航天航空局研究出了第三代航天服,也是最有名的一套航天服。这套航天服命名为“A7L”, 美国宇航员尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林都穿过。“A7L”航天服在前几版的基础上,做了很多改进,除了可以平衡压力、保持恒温和防太空辐射外,还可以抗击微型流星的冲撞,以及保证航天员在太空座舱外生理机能可以保持正常运转。这些功能加在一起,称呼这套航天服为小型“航天飞机“都不为过。

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美国“阿波罗计划”中使用的宇航服

根据数据统计,在阿波罗计划的11年里,美国共花费了255亿美元,约等于美国GDP的0.57%。美国航空航天局的这些花费,占所有科学研究经费的五分之一。在工程最忙碌的时候,单单是参与进来的企业就有两万家,大学有两百多所,科研机构有八十多个,这些机构的人数加起来超过30万。虽然航天服的研究,在整个航天研究里占据的比例偏小,但是一套航天服的造价就高达上千万美元,别说在当时了就算是在现代,这个数字也绝不容小觑。因此,好莱坞还以此为题材专门拍摄了一部名为《航天服》的电影。

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电影截图

到了1975年7月15日美苏开始进行“阿波罗—联盟计划”,这意味着长达18年的“太空竞赛”画上了句号。虽然“太空竞赛”的开始是因为两国政治上的对抗,但在此期间,两国对人类在太空事业中的研究和探索,贡献了巨大的力量。尽管“太空竞赛”结束了,但是美国对太空的探索还在继续。

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1984年,美国航天员布鲁斯.麦克坎雷德斯乘坐航天飞船“挑战者号”成功升空,并且成为首次完成无系绳太空漫步的航天员。与此同时,人们也看到了美国研发的第四代航天服。这一代的航天服,完成了一个巨大的突破,它不再是定制的而是可以组装拆解,这样一来大大增加了航天员活动的灵活性,舒适性也随之提高了。

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这种仅60公斤重的航天服,只需要十到十五分钟就可以穿好,而且新的生命保障系统,可以让航天员的高耗能行动持续七个小时。与此同时,航天服的头盔内还可以放置500毫升的能量以及少量航天食品,供航天员食用。在防护上,不仅可以抗击更多太空物质对人体的伤害,比如说高能粒子辐射,也可以抗击微型流星更大更高速的冲击力度。

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分解式航天服穿戴详情

至此,美国航天服便完成了四次更新迭代。我们可以从这一过程中发现,航天服的研发确实很艰难,而且花费的金额也很巨大。因为之后美国航天服没有再更新迭代,便有人说美国航天航空局只制造了18套航天服,其中有11套在执行任务中损毁,目前还可以用的只有四套,已经造不出新的了。这是真的吗?

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中国、前苏联、俄罗斯、美国航天服样式对比

前面我们说到美国第四代航天服是可以拆解的,这就意味着同一套航天服可以供多个人使用。而且航天员在进行飞船座舱外活动时,一般不会同时出动三个人,大多数情况下都是两个人进行舱外作业一个人“看家”,所以说制作太多套舱外航天服也属于对资源的浪费。看到这里可能有人会说,美国第四代航天服确实可以循环利用,但是按照美国国家航天航空局的计算,从1984年后到现在早超过了其15年的预估使用寿命,那不就证明这些衣服可以淘汰了吗?其实不然,美国国家航天航空局所说的使用寿命只是预测并不是准确的,就像食品超过了最佳食用期不代表就坏了,所以这并不能证明什么。

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美国国家航天航空局从2004年就开始研发第五代航天服—xEMU,并计划在2024年的登月计划中使用这一航天服。研究计划中提到,美国第五代航天服不仅更加灵活轻便,而且新的生命保障系统,可以让航天员的高耗能行动持续六天。甚至说,当成功登陆火星后,第五代航天服只需要更改部分配件,就可以适应火星环境。如果得以实现,这些改造,可以说是人类航天服发展史上的一个剧变。不过,就算升级改造了这么多,航天员该穿的尿不湿还是要穿上。

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美国国家航天航空局展示的第五代航天服雏形

理想很丰满,但现实往往很骨感。虽然,美国国家航天航空局在2019年10月展示了新款航天服的雏形。但在2021年8月,又被爆出因为“预算不足”新一代航天服不能按时交工,这也意味着美国2024年的登月计划可能要延期实现了。根据2017年的调查显示,尽管美国已经投入了将近4.2亿美元要来研发航空服,但在之后还需要再投入6.252亿美元来用于航天服研发。这样算下来,最少需要10亿美元用来研发新一代航天服,这对美国来说可谓是不少的开支。所以说,网传美国因为资金问题造不出航天服的话,是有很大可信度的。

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我国的航天技术虽然开始得比美国略晚,但是现在的技术水平绝对可以和美国媲美。

1596年时,两弹一星元勋钱学森先生向上级提交了《建立中国国防航空工业的意见》一文,两年后我国成立了航空工业委员会,主任是聂荣臻,副主任是黄克诚和赵尔陆。紧接着到来1970年,我国就成功发射了“东方红1号”卫星,我国的航天事业发展一下子到了一个新的高度。

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虽然当时经济发展不够好,各界都在给中国制造技术壁垒,但我国还是经过自主研发,在航天事业领域一直稳步向前。直到2003年神舟五号载人飞船的发射成功,我国的航天事业才有了突破性的进展。为了进行飞船座舱外活动,我国前前后后共设计了最少八个版本的航天服。

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我国“飞天”舱外航天服详解

我国自主研发的航天服,在各方面都使用了航天领域的先进技术,除了具备最基本的功效外,在通信技术上的发展更是处在很高的水平。有消息称,神舟十二号的航天员穿着的“飞天”舱外航天服,重量为120公斤,每一套的制作成本在3000万元,这比美国航天服的制作成本要低得多。和前一代“飞天”舱外航天服相比,这一代的“飞天”使用寿命从两年五次延长到了三年十五次,可供航天员进行六到八小时的舱外活动。这套舱外航天服,只需要五分钟就可以穿戴完毕,同时可以满足身高在1.6米到1.8米的航天员的需求。

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我国两代“飞天”航天服样式

在航天服制造领域,我国可谓是实现了低价逆袭。这确实很值得,为我们国人自豪。但是,虽然美国航天事业的发展遇到了阻碍,并没有止步不前,也没有真的退步到制造不出航天服的地步。从客观上看,我国航天技术的发展,绝对是走在国际前列,但也确实还有需要进步的地方。所以说,不盲目骄傲自大,客观地看待自身发展,实事求是地认识世界的发展,才可以让我们一直不断地进步。

作者:香菜不香 初审:许墨元 校稿编辑:小宛

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