中国空间技术研究院庞之浩聊发现号太空行走

中国空间技术研究院研究员、《国际太空》副主编庞之浩作客新浪聊天。（摄/新浪科技）

　　新浪科技讯 8月1日上午10点40分-11点40分，中国空间技术研究院研究员，《国际太空》杂志副主编庞之浩将作客新浪嘉宾聊天室，就就发现号航天飞机太空行走、隔热层凸起是否威胁发现号返航等话题与广大网友进行交流。 以下是聊天实录：

　　主持人雷永青：各位网友大家好！又到了嘉宾聊天的时间，今天到场的嘉宾是大家非常熟悉的中国空间技术研究院研究员庞之浩先生，今天聊天的话题是发现号宇航员太空行走，以及今天美国宇航局宣布发现号凸起的材料是否影响发现号返航。在这里，先请庞先生回顾一下发现号第一次太空行走。第一个问题，为什么推迟了一个小时开始？

　　庞之浩：因为太空行走是非常复杂的技术，要做大量的准备工作，比如说在出舱之前首先要进入气闸舱做准备工作，因为我们知道在舱外的空间是没有空气，没有压力，强辐射、高低温变化非常快，如果人直接暴露在环境里是不能生存的。所以必须穿上一套设备，也就是我们所说的舱外航天服，形成一个微型的载人机动装置，使航天员和外部隔离，所以航天员出仓之前要做大量准备，一是穿舱外航天服，比舱内航天服复杂得多，因为舱外的环境非常恶劣。俄罗斯的舱外航天服是土黄色的，美国舱外航天服是白色的。首先，进入气闸舱的时候测试航天服能否正常工作，航天员穿航天服，美国航天飞机航天服要比俄罗斯的舱外航天服穿法上有所不同，美国的需要两人协助，俄罗斯的可以自己一个人穿，有钢架支撑。美国航天服的压力比较小，有29千帕，俄罗斯的有39千帕，前几次由于美国航天飞机没有上去，国际空间站的航天员前几次穿的是俄罗斯的奥兰M航天服，他们要进行测试。测试完了以后，相互进行穿戴，一个人至少要15分钟。

　　穿完航天服之后还要进行测试，看看航天服各方面的性能是否安全，因为以前就出现过航天服出现故障，尤其像去年，出舱检查了，出舱之后氧气瓶漏气就出现了危险，还是返回了。

　　主持人：航天员出仓之前要非常细心，为了考虑周备，避免出现不必要的麻烦，耽误整个工程。

　　庞之浩：因为有时间限制，上天的第五天、第七天、第九天出仓，不像空间站能呆半年。测试完之后就要进行吸氧排氮，因为我们知道在正常的大气压下，氧气占大气中的21%，其他大部分是氮气，人的血液中的气体也是这样的。但在太空中没有压力，是真空，所以如果不进行吸氧排氮的话，到太空中身体中的氮气容易出来，形成减压病。就像潜水员从海底出来，上岸之后要在减压舱里进行一些过渡的准备工作才能到地面上。吸氧排氮的时间根据本身舱段的压力不同时间也不同。这次航天飞机为了减少吸氧排氮的时间，在航天员出舱之前，从大气压101千帕左右降低到70千帕左右。航天员在上天前都进行过减压实验。

　　主持人：庞先生，很多网友不是很清楚，宇航员进入国际空间站出仓进行活动，国际空间站内外的环境有多大的不同？

　　庞之浩：国际空间站和航天飞机都是一个大气压，和地面是一样的。以前美国为了减少飞行器的重量，搞过纯氧，这样可以把舱壁做得薄一些，但容易着火。现在用一个大气压的方式。航天员出舱要用四样最基本的工具，一个是气闸舱，这是航天员出舱的门户，有两个作用，一个是防止舱内的气体泄漏，有两个门一个是内闸门，一个是外闸门。航天员出舱之前现进入内闸门，进行吸氧排氮，先减到70千帕，穿好航天服之后，还要继续减压，减压的过程比较迟缓，以便让航天员适应舱外的真空。一个是使舱内的压力减少，另一个就是使航天员逐渐适应舱外的环境。

　　刚才说到第一个是气闸舱，还有舱外航天服，大概有14层组成，是目前最昂贵的服装，需要上百万美元。最里面是衬里，然后是液冷通风服，到仓外没有空气没有办法对流，所以可以让航天员身上的热量带走。还有就是加压层，美国航天飞机的航天服是29千帕，既使是吸氧排氮，不能把所有的氮气都排光，要有一个压力。高压航天服太复杂，如果压力太高的情况下，航天员工作起来很麻烦。所以现在基本上都是低压航天服。

　　第三个就是微型生命保障系统，因为航空没有氧气，必须带水。就像微型的航天载人器一样。

　　第四个是载人机动装置。以前最早的航天员有一个脐带，相当于保险绳一样，其中有氧气管、通信功能，但那个比较容易缠绕。有了载人机动装置之后，按照设计，可以飞到距离航天器100米远之内。工作时间也比较长，可以达到8—10个小时。目前，出舱最多的是俄罗斯的索罗维叶夫，曾经17次出仓活动。国际空间站一有问题，就派他进行修理。太空行走最远是华裔宇航员卢杰，距离航天器30米远。出舱时间最长的是美国航天员沃斯，出舱曾经达8小时50分钟。

　　在加压层外面还有限制层，就是防止加压层的气体膨胀。最早的太空航天员列昂诺夫曾经因为返回时航天服膨胀成一个气球而差点没有回来。他通过不断减压，而且减压到极限的情况下，用了14分钟才回来，非常危险。

　　在限制层外面是防护层，实际上是由八层到九层的材料组成，既能防火，又能防微陨石的袭击，最外面还有保护层，还可以防止勾破。 所以这套航天服也是非常昂贵的。

　　下面再说说载人机动装置，它相当于铁臂阿童木的喷气背包，它带有24个喷管的微型

火箭，可以朝任何方向机动，每秒速度可以达到15厘米，最大速度可以达到每秒3米。航天员手臂上有开关，决定它的喷射方向和喷射速度。载人机动装置美国曾研究过两套，一套是MMU，它的造价1300万美元。后来又研制出一种SAFER，翻译成中文就是简易仓外活动救援辅助装置。它的造价比较便宜，约700万美元左右，也比较轻便。这次航天员用的就是这种载人机动装置。

中国空间技术研究院庞之浩作客新浪聊发现号太空行走。（摄/新浪科技）

　　主持人：美国航天飞机航天服与俄罗斯的奥兰航天服有什么区别？

　　庞之浩：美国航天飞机航天服与俄罗斯的奥兰航天服的区别一个是在穿航天服的过程中，俄罗斯的航天服可以自己穿，美国的航天服要相互帮助穿。第二个是美国的航天服低于俄罗斯的航天服，俄罗斯的航天服是39千帕，美国的航天服是29千帕。穿美国航天服可以在太空捡起一个硬币，比较灵活。当然，俄罗斯航天服也有自己的优点，它可以在仓外进行维修。美国航天服在仓外活动时间比较长，里面装有食品，还有挠痒痒的挠子。美国航天服解决上厕所的问题是采用尿布湿，俄罗斯是采用一种特制的短裤。美国航天服早期曾出现过尿液污染事件，使航天员的面罩看不清楚，后来又进行了改进。

　　网友：宇航员太空行走的时候，靠什么动力移动自己的方向？

　　庞之浩：航天员在外空主要是靠载人机动装置进行移动，还有一种简便的方式就是靠手抓住在舱外设置的扶手进行移动，还有一种更简捷的方式就是站在航天飞机机械臂上进行工作。这次野口和罗宾逊在维修距离遥远的空间站时就站在机械臂上。

　　网友：宇航员在太空行走的时候，有没有维系的一个带子，否则可能会飘走？

　　庞之浩：有一个带子，就像登山员一样，进行固定。

　　主持人：假如没有带子会产生什么样的后果？

　　庞之浩：容易飘移，不容易固定。

　　主持人：第一次太空行走的主要任务有哪些？

　　庞之浩：就是在轨实验防热瓦维修技术。他们要实验两种维修技术，一种是修补强化碳碳复合材料防热瓦，也叫RCC。另一种是实验维修陶瓷防热瓦的技术。野口主要负责维修陶瓷防热瓦的技术，是使用特殊的手套，把STA54，相当于一种涂料，事先抹在有裂缝的陶瓷防热瓦上进行修补。洛宾逊主要是负责强化碳碳复合材料防热瓦，用填缝枪喷涂NOAX复合材料，然后用一个刮子把它刮平。以防在返回时启动热效应增加。这两种材料在返回时都要在舱外进行高温的实验，看它能否修补好。

　　主持人：结果只有等到返回后才能确认。

　　庞之浩：对。另外还有几项，一种是为陀螺仪做准备，安装它的电源。还要为外储箱准备一个支架。另外增加了一项实验是要检查航天飞机受损的部位，这是一个临时任务，而且还是非常重要的任务。一个是隔热瓦脱落，还有航天飞机有凸起的部分。

　　主持人：美国宇航局将宣布，发现号航天飞机有两块凸起，究竟会不会影响发现号航天飞机的返航，庞先生您对此如何看？

　　庞之浩：返回时温度非常高，像鼻锥部、机翼前缘温度会达到1600度左右，其他部位的温度也非常高。如果改变了航天飞机的气动外型，会增加那里的温度。所以必须对其凸起的地方进行研究，一个是看凸起的部位，还要看凸起的大小，可能还要做一些模拟实验，看它对航天飞机是否有危险。包括脱落的防热瓦对航天飞机的危害也要进行研究。

　　主持人：第二次太空行走的时间是今天下午16：14开始，和第一次相比有什么不同？

　　庞之浩：主要是维修空间站的陀螺仪。

　　主持人：陀螺仪是什么样的装置，起什么样的作用？

　　庞之浩：陀螺仪主要是测量空间站中的姿态。我们知道小孩都打过陀螺，陀螺是旋转的，每分钟上千转。一个是它有定轴性，在旋转的过程中能使一个物体定在一个地方。第二是它有静动性，如果外部物体碰撞它，可以朝一个方向运动。通过陀螺仪就可以测量空间站的姿态。如果改变姿态比较大，就要进行调整，通过飞轮或者喷气装置进行调整。

　　主持人：意味着如果陀螺仪坏了，空间站会如何？

　　庞之浩：如果陀螺仪坏了，空间站的姿态会改变，甚至会造成翻滚。

　　主持人：陀螺仪四个当中已经坏两了，这次要更换一个，相当于有三个是好的。

　　庞之浩：对。

　　主持人：关于宇航员从空间站出来，有几个地方可以出舱？

　　庞之浩：现在俄罗斯仓段部分有两个出舱口，一个是在多功能舱内出舱，一个是在星辰号服务舱可以出仓。而且俄罗斯的出舱口既是出舱口，又是对接口。所以前段时间，俄罗斯把对接在上面的联盟TMA6飞船进行调整，为了出舱。美国在原来没有发射探索号联合气闸舱之前，只能通过航天飞机的气闸舱出舱。后来在2001年发上去探索号联合气闸舱之后，也可以从这里出舱。昨天野口他们为了保险起见，才出仓之后，先打开了探索号联合气闸舱，以便有紧急情况下从这个舱口到国际空间站。

　　网友：在进舱和出舱问题上，最后太空行走结束的时候，两个宇航员进舱的时候有点困难。

　　庞之浩：一个是和航天服有关，一个是气闸舱的舱门不容易关上的情况。回到舱里的过程和出舱正好相反，打开外舱门进去之后，关上外舱门，在气压舱里增压，等增到一个大气压的情况下，再把内闸门打开，然后脱卸掉航天服就可以进去了。

　　网友：宇航员在太空行走，会遇到哪些危险？

　　庞之浩：一个是航天服出现故障，比如说漏气，温控系统失调。

　　主持人：这些危险会造成什么样的后果？

　　庞之浩：如果漏气的话就比较危险了，尤其是氧气瓶的阀门没有关上，到时候氧气不够用，航天员是无法工作的。所以美国的航天员一般都是两人，起到相互保护的作用。而俄罗斯航天员经常都是一个人，但系一根围带起固定作用。

　　外部像微陨石，怕把航天服刮破。在航天员出仓之前，尤其是在发射之前，一般要做几年的工作。一种是中性浮力实验室，是世界上最大的室内游泳池，长60米、宽30米、深17米，里面装有空间站的模型和航天飞机的模型。野口和洛宾逊曾经长时间在里面训练。因为游泳池的训练，类似太空行走有漂浮力，有一定的模拟作用。

　　主持人：庞先生，第二次太空行走还是野口和罗宾逊，第三次会改变吗？

　　庞之浩：这三次都是他们俩，托马斯进行全程监控，他也是太空行走的高手。由女航天员劳伦斯操作机械臂，他们除了上天前在中性浮力室里训练，还要在KC135失重飞机上进行训练，以训练他们在失重的情况下怎么进行修补方面的实验和其他方面的操作。因为我们看到在太空行走时人不分正反，全是飘在太空中进行工作，难度、强度非常大，所以太空行走不能连续性的，这次太空行走是隔一天行走一次。

　　主持人：太空行走对人体的消耗也是很大的。

　　庞之浩：对，消耗非常大。

　　网友：宇航员在太空行走的过程中，充当着搬运工的角色，向国际空间站搬运了重达15吨的物资？

　　庞之浩：不是。搬运物资是靠他们来搬运的，否则要累死。是通过机械臂意大利研制的拉菲尔多功能增压后勤舱。这个舱对接到团结号节点仓上，物资就可以通过这个对接口运送到空间站里去。本身意大利多功能后勤舱就达4吨，里面的物资大约9吨，差不多有13吨左右。

　　另外，在空间站出舱的时候，如果从俄罗斯所说的两个舱口出仓，必须穿俄罗斯的舱外航天服。因为它和美国的航天服有一些区别，压力、穿法都不一样。在美国航天飞机上出舱，必须穿美国航天飞机的航天服。但如果从国际空间站的探索号联合气压出舱，由于采用了特殊的设备，穿美国和俄罗斯的航天服都可以出舱。

　　主持人：美国航天局昨天正式宣布，发现号航天飞机将延迟一天返回地球，相当于延长了一天工作任务。这个是在事先安排好的任务之后，会进行哪些工作？

　　庞之浩：由于航天飞机所带的燃料和所需要的生活用品允许他延长一天，只能最多延长一天，延长任务主要是帮助国际空间站的航天员运送物资和一些其他的工作。因为目前国际空间站受到生活用品等方面的限制，只有两个航天员，工作量非常大。而航天飞机一下送去七名航天员，正好利用这个机会能够帮助国际空间站的航天员多做一些工作，包括设备的安装，物资的转运等等。尤其是空间站上现在有大量的垃圾，已经影响到航天员的正常工作，所以需要这些航天员把垃圾都装到增压多功能后勤舱上。

　　主持人：这是经过两年半之后的修整才发射上去。国际空间站也好不容易来了一些救兵。要乘这次机会能多干就多干一点。

　　庞之浩：要发挥他们的最大效益。

　　主持人：另外，下次发射航天飞机还不知道是什么时候呢。所以美国航天局增加一天的决定，是出于这两方面的考虑吗？

　　庞之浩：对。

　　主持人：下午将是第二次太空行走，隔一天会进行第三次太空行走。

　　庞之浩：希望他们能够行走顺利，听说第三次太空行走还要增加任务，还要进行修补实验。航天员这次带上去五种修复材料，第一次只实验了两种，还有一种会在第三次太空行走做实验，还有两种可能要等到亚特兰蒂斯航天飞机发射时再进行实验。

　　主持人：由于时间关系，今天的聊天到此结束，谢谢庞之浩先生，谢谢广大网友的积极参与。再见。