来源:网易新闻老粥科普

中国现在是全球第三个能自主制造舱外航天服的国家，另一个是俄罗斯，美国还想造，但很难。更麻烦的是，美国仅剩的4套舱外航天服全在空间站，其中一套还出了故障——他们很快就要没航天服用了。

航天员出舱活动必须要穿航天服，与SpaceX简洁时髦的航天服相比，中美俄三国的舱外航天服全都臃肿、笨重，并且奇贵无比。有小伙伴问了，为什么我们不能用SpaceX苗条简洁的航天服出舱工作？航天服为什么贵？一套航天服用5次就必须扔掉，这是真的吗？

神舟十二号航天员调试舱外航天服

这些都是好问题，我们今天就来讲一讲。

不同于我们平常生活的地面，太空中的环境极其恶劣，它不适合人类或者任何一种动植物生存。太空中没有空气，因此也没有大气压，没有空气我们无法呼吸，没有压力人体内的水和血液会沸腾，细胞爆裂，瞬间死亡；太空中的温度也非常极端，能晒到太阳的一面温度高达121℃，而晒不到太阳的一面温度又低至零下157℃，正负近300度的温差也没有人能受得了；太空中还有非常强烈的辐射和宇宙射线，X射线、强紫外线和高能粒子都是致病甚至要命的东西；不仅如此，太空中还有许多微流星体，这些小东西可能还没芝麻大，但它们以几十倍音速穿行，击中就是洞穿。

神舟七号乘组与飞天舱外航天服

正因为如此，航天员们平时呆在空间站或者飞船里相对安全些，只要一出舱就要面对死亡。

但是空间站的维护、维修，以及一些暴露的科学实验又需要航天员们出舱做，这时候就需要为他们专门设计制造一套小型的保护装置，这就是舱外航天服。

舱外航天服要为航天员提供足够的大气压力；供应氧气和水；回收分离二氧化碳、水蒸气和其它有害气体；隔绝外部温度并且维持航天员的体温；阻隔危险的宇宙射线；还要能防弹——抵挡微流星的撞击。它就相当于一艘穿在身上的飞船，在保障安全的同时又能灵活操作，因此贵也就在情理之中了。

中国自主制造“飞天”舱外航天服

舱外航天服有多贵？有消息说中国一套飞天舱外航天服的成本大约是3000万人民币。

美国现有的4套舱外航天服全是1980年代设计、90年代初为航天飞机制造的“舱外移动单元（EMU）”，当时每套的成本约1500万美元，折算到今天大约是1.5亿美元，约10亿人民币！要知道，这个价格并不包含航天服的生命支持系统——也就是舱外航天服背后的那个大背包。

航天服生命支持系统

生命支持系统是舱外航天服的最重要部分，也是区别于舱内航天服的一个主要特征。这个大背包里的设备负责调节内部压力、供应氧气、过滤废气和水蒸气、循环通风、语音和数据通信，还需要监测航天员身体的各项指标。它是如此重要，价格上也绝不便宜，因此许多西方观察家认为加上这套系统之后，当时美国每套舱外航天服的实际价格高达2200万美元，相当于今天大约14亿多人民币，跟一艘大型驱逐舰的价格相当。

美国只剩4套航天服了

人类生存的合适气压为1个大气压，大约相当于每平方厘米承受1千克的压力。要想在太空中维持三分之一大气压力，航天服表面会像一只打足了气的排球，对航天服织物的强度和气密性提出了艰巨挑战，它也同时意味着航天员要承受巨大的痛苦。航天服由许多层构成，最里边一层被称为“液冷通风服”，它像是贴身穿着的空调，密集分布着纤维管道，负责皮肤蒸发水分的吸收和收集，以及对身体表面通风降温。

男宇航员贴身穿着液冷通风服

在通风服外边包裹着航天员全身的是密封气囊层和约束层，它负责在真空中向人体施加压力；再向外是涂覆了氯丁橡胶的尼龙布，是抵御微流星撞击的最后一道屏障；这层屏障的外边是7层镀铝PET薄膜与6层无纺布，它是航天服的热防护层；航天服最外层是由防水、耐热、阻燃、耐磨的高强度织物（芳纶）编织，它通常是白色，以最大程度地反射阳光和热能。

舱外航天服结构极复杂

舱外航天服有这么多层，并且在充气加压之后还需要能灵活运动，这很不容易做到，因此在大部分关节位置还加上了可以活动的支撑机构。

航天服透视图可见内部结构

然而这还不是最复杂的部分，舱外航天服技术最难的是手套。

航天员出舱进行太空行走并不是跑到太空看风景，他们需要连续进行几个小时繁重复杂的工作。航天员的双手不能暴露在太空中，他得戴着厚厚的手套进行长时间精细操作。手套内部有滑轮和弦系统以增加灵活性；它需要能保持手的温度、湿度和气压、能够承受反复弯折和硬物穿刺，这一切都将考验制造技术和科技含量。

手套容易损坏，是定制消耗品

由于每个人手的大小形状不同，航天服的手套应该是定制的；在长时间工作之后，手套容易出现磨损，因此舱外航天服的手套属于消耗品。

舱外航天服是如此复杂，它就相当于一台人形机器、一艘微型载人飞船，为了保护航天员的生命安全，航天服贵一些也有道理。相比之下，SpaceX那样的舱内航天服就简单且便宜许多，它不需要长时间加压，生命保障系统与飞船连接，主要在起飞和着陆阶段保护航天员免受失压和舱内火灾等意外威胁。穿舱内航天服无法在太空中长时间生存，科幻电影里苗条帅酷的火星服也不现实。

电影里的航天服无法起保护作用

2008年9月27日，神舟七号飞行任务中，航天员翟志刚穿着中国“飞天”舱外航天服完成出舱任务，刘伯明穿俄罗斯“海鹰”航天服辅助，太空行走总时长不到20分钟。任务完成后，这两套航天服都留在轨道舱里，随着轨道舱坠入大气层焚毁。究其原因，是因为神舟七号飞船返回舱没有足够的空间，无法携带庞大沉重的航天服安全返回地面，尽管很可惜，但神舟七号已经达成了检测国产航天服的目的。

翟志刚太空行走

除了消耗品和定制部分，舱外航天服是可以多次使用的，一般情况下它可以反复使用3年15次以上。国际空间站上的几套美国航天服服役期已经超过15年，尽管存在安全隐患，但在没有新航天服替代的情况下，宇航员们依然依靠仅有的4套航天服进行舱外维护工作。由此可见，昂贵的航天服只用5次就丢弃，那是误解。

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中国航天服3000万元一件，美国的超10亿，太空行走穿5次就扔？