太空行走

太空行走（Walkinginspace）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。

中文名：太空行走

外文名：Spacewalk

重要性：是载人航天的一项关键技术

定义：指航天员离开载人航天器乘员舱

行走第一人：苏联航天员阿里克谢·列昂诺夫

航天服：实际上是最小的载人航天器

意义作用：完成太空作业

1、定义

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。

2、操作方式

脐带式

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。

便携式

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。

机动式

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“*”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*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。

3、发展简史

1965年3月18日，苏联宇航员阿列克谢·列昂诺夫在“上升2号”飞船航天飞行期间实现了离舱12分钟的太空行走，成为历史上首位实现太空行走的宇航员。

1965年6月3日，注定将被美国人铭记，因为那一天，他们的宇航员爱德华·怀特（EdWhite）被送上太空，成为第一个进入太空行走的美国人。当天，他离开格米尼4号宇宙飞船，在全世界的仰望下，在太空中漂浮了创纪录的23分钟。

1983年4月7日，挑战者号太空飞船中，宇航员唐纳德·皮德森进行太空行走，失去重力的他漂浮在空中。

2005年8月13日，STS-114航天计划，专家史蒂芬·罗宾森参加这次计划的第三次太空行走，他的脚被一个足固定器连接在国际空间站加拿大2号臂上。

2008年9月27日上午，神七乘组指令长翟志刚，于下午进行出舱活动。

2015年，美国宇航局纪念人类太空行走50年。

人类历史上最著名的五次太空行走

美国宇航员布鲁斯首次无安全索太空行走：

1984年2月7日，美国“挑战者”号航天飞机宇航员麦坎德列斯和斯图尔特不系安全索离开航天飞机实现在太空行走，成为人类探索太空奥秘的第一批“人体地球卫星”。美国宇航局测试“载人机动装置”(MannedManeuveringUni)。通过载人机动装置，宇航员得以在空中*地飞翔。虽然这种装置仅仅在三个太空飞船上使用过，但这一标志性装置是最著名的太空行走之一。

美国首位太空行走的宇航员--怀特：

苏联人列昂诺夫完成历史性的太空行走三个月后，即1965年6月3日，美国宇航员爱德华-怀特也实现了太空行走这一壮举。在怀特的太空行走任务中，他还带有一个特别的太空手套。该手套漂浮于太空舱外，用于搜捞某些有趣的太空碎片。怀特认为他一生中最悲哀的时刻就是被命令返回太空舱的那一刻。怀特1930年11月14日生于美国德克萨斯州，1962年被选拔为美国宇航局第二批宇航员。1965年他参加了双子星座4号的飞行，完成了美国首次太空行走。此后，他被选为双子星座7号的替补指令长，但没有参加飞行。1967年，他被指定了阿波罗飞船首次飞行的宇航员。但在1967年1月27日的一次地面飞船封闭训练时，阿罗波飞船内部起火，怀特不幸牺牲，年仅36岁。

美国首位太空行走的女宇航员莎丽文：

首位太空行走的美国女性：女性宇航员凯瑟琳-莎丽文。1984年10月，凯瑟琳-莎丽文将音乐磁带和随身听带入了太空。当被起在太空飞行时听何音乐时，莎丽文回答：“经典音乐和打击乐。当你在太空舱中漂浮状态下准备入睡时，不要指望任何抒情歌曲能够有效果。”莎丽文还认为，太空电影《IMAX蓝色星球》中的音乐最能让她找回太空行走的感觉。

太空行走维修“哈勃”望远镜：

“哈勃”维修任务中的太空行走：美国宇航员斯托里-马斯格雷夫。也许，在所有太空行走的宇航员中，斯托里-马斯格雷夫是最具个性的一位。为了能够圆满完成太空任务，他愿意头下脚上地像蝙蝠一样倒挂睡觉。他兴趣广泛，拥有六个学位，如医学、数学以及文学等。作为历史上最优秀的宇航员之一，马斯格雷夫于1993年完成了首次“哈勃”首次维修任务五次太空行走中的三次。他将这种太空行走形象地比喻为“太空芭蕾”。实际上，“哈勃”维修任务中的太空行走最能体现太空动作的奇妙之处。300多种不同的维修工具和巨型器械，虽然都处于一种无重力状态，但仍然还有一些惯性。在最后一次飞行中，马斯格雷夫一直呆在飞行甲板上，竟然还站立起来并面朝前窗而不系任何安全带。在执行了6次太空飞行任务后，马斯格雷夫最终离开了美国宇航局。

第六次太空行走

经历三年多的准备工作，肩负中国航天员首次出舱活动任务的神舟七号（神七）飞船，25日晚9点10分由长征二号F遥七运载火箭点火发射，在酒泉卫星发射中心成功升空；27日下午4点40分，航天员翟志刚出舱漫游；晚上7点24分装置在神七飞船的伴飞卫星成功释放；28日傍晚5点37分，神七安全返回地面。

4、意义

意义的提出

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。

完成太空作业

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。

5、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。

太空环境因素

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。

气闸舱因素

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、咳嗽和胸闷等症状。这种从高压变成的低压所引发的病就是减压病。如果所设计的载人航天器乘员舱采用的是接近地面大气的压力制度，航天员进入航天器内时就不必进行吸氧排氮。如果所采用的是半个大气的压力制度(60%氮,40%氧)时，航天员在进入载人航天器之前，就得把体内多余的氮气排出，用氧气代替它。这是因为在一个大气压的普通空气中生活时，人体中氧气只占21%左右，而氮气约占79%。

航天员到舱外活动时，他身穿的航天服系统中的压力比舱内的压力要低，载人航天中使用的航天服只有低压航天服，还没有研制出实用的高压服装(航天服中的压力太高，不仅在工程实现上难度很大,还会使航天员的运动和工作操作发生困难)。所以航天员在出舱(舱内采用一个大气压的压力制度)准备，穿低压航天服之前必须把体内多余的氮气排出，用氧气来代替它，其方法就是吸入纯氧。这一过程则简称为吸氧排氮。吸氧排氮还涉及到时间问题，如果航天服内的压力相对较大，或者说它与舱内压力水平接近，而且舱内的含氧量大，则吸氧排氮的时间就短，反之则长。

装备气闸舱

航天员在气闸舱内主要是穿舱外航天服和吸氧排氮，气闸舱是载人航天器*航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置，是航天员出舱进入太空不可缺少的缓冲区。

作用

·航天员进入真空之前，气闸舱起到适应作用

·保证飞船的气体在舱门打开时不能全跑掉

结构

·气闸舱一般有2个闸门，一个与座舱连接叫内闸门，另一个是可通向太空的外闸门。

步骤

1·首先将穿好航天服，同时充分吸氧，一位协助工作的航天员回到轨道舱并关闭舱门。

2·航天员出舱时先走出内闸门，然后关闭内闸门，把气闸舱内的空气抽入座舱内。

3.当气闸舱内和外太空压力相等时就可打开外闸门进入太空了。航天员返回气闸舱时按相反的顺序操作，这颇像船过水闸。

舱外航天服因素

舱外航天服实际上是最小的载人航天器，是航天员走出航天器到舱外作业时必须穿戴的防护装备。

功能

·具有舱内航天服所有的功能

·增加了防辐射、隔热、防微陨石、防紫外线等功能，在服装内增加了液冷系统(液冷服)

·配有背包式生命保障系统。

结构

主要由外套、气密限制层、液冷通风服、头盔、手套、靴子和背包装置等组成。

结构特点是：采用硬质的上躯干，上面装有双臂和生命保障系统组件，头盔与上躯干为一整体，不能跟随航天员头部运动，通过气密轴承和一个*度的关节连接来保证四肢各关节的活动性能。有硬结构，也有软结构部分，是混合式结构，软的部分采用气囊和约束结构。外套是由多层防护材料组成的真空隔热屏蔽层，具有防辐射、隔热、防火、防微陨石的功能。气密限制层是舱外航天服最重要的部分，通常选用无毒性、重量轻、抗压强度高、伸长率小的织物和像胶材料制成，它的作用是保持服装气密，限制服装膨胀，使各大关节具有一定的活动度。液冷通风服穿在气密限制层内，在服装的躯干和四肢部位有网状分布的塑料细管，液体流过时可将热量带走。此外还装有通风管。头盔有两种，均通过颈圈与服装连接，一种是面窗可随意启闭，在应急减压时可自动或手动关闭并自锁；另一种是由聚碳酸酯模压成头形壳体，平时不戴，必要时戴上。头盔外还有防护罩和护目遮阳装置。手套、靴子与服装通过断接器连接，袜子和气密限制层连成一体，通常有3种型号供选用。

背包装置，又被称为便携式生命保障系统，主要由氧源(气瓶)和供气调压组件、水升华器和水冷却循环装置、空气净化组件、通风组件、通信设备、应急供氧分系统、控制组件和电源、报警分系统、遥测分系统等组成。它能够为航天员提供呼吸用氧，并控制服装内的压力和温度，清除航天服内二氧化碳、臭味、湿气和微量污染。当航天员出舱活动时，将背包装置与舱外航天服配套使用，可以保证航天员在舱外活动长达8-9小时之久。

机动装置的因素

机械臂

由于太空作业环境条件的十分苛刻，而作业的精确要求又极高，因此，在国际空间站的建设过程中，需要使用机械臂来帮助或代替宇航员，完成一些微小设备的运输和安装任务。

人为的因素

心理问题，生理问题，通常失误等