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回顾:美国太空行走45年

1965年6月3日,美国国家航空航天局宇航员埃德·怀特在完成美国首次太空行走后,任务控制中心命令他返回双子座4号飞船,这是“我一生中最悲伤的时刻”。

这可能是对宇航员的终极考验:六个小时的太空行走,走出太空船的安全地带,同时穿着裹着厚厚绝缘层的人形大包小包。但美国宇航员已经进行了45年的太空行走,在轨道上留下了价值1000亿美元的空间站的印记。

美国宇航员埃德·怀特于1965年6月3日进行了第一次太空行走,他在用脐带电缆固定的情况下漂浮在双子座4号飞船外,仅持续了23分钟。就在几个月前,苏联宇航员阿列克谢·列昂诺夫于当年3月18日进行了世界上第一次太空行走,“痛苦的10分钟之旅”。

自那以后,美国宇航员进行了239次太空行走,每次通常持续6个小时或更长时间。其中一些已经在月球表面,而另一些则保存并升级了标志性的哈勃太空望远镜。但大多数都集中在国际空间站上。

太空站

美国国家航空航天局宇航员“146人”进行的所有太空行走中,有一半以上是为了建造空间站,经过近12年的轨道建设,该空间站已接近完工。宇航员还经常与俄罗斯宇航员和其他国家的太空人一起组装和维护空间站。

10次太空行走的宇航员、美国国家航空航天局卫冕太空行走冠军迈克尔·洛佩斯·阿莱格里亚说:“想想你所处的环境,以及这套宇航服能保护你免受什么伤害,这是一个非常了不起的成就。”

1998年,当空间站开始建设时,美国国家航空航天局的工程师和宇航员被他们所说的太空行走的“墙”吓了一跳,这些太空行走是建造前哨站所必需的,一块一块地,离地球220英里(354公里)。宇航员最终不得不进行早期太空行走规划者做梦也想不到的维修,比如将太阳能电池板缝合在一起,清洁巨大的粘在一起的齿轮,以保持轨道实验室的良好状态。

洛佩斯·阿莱格里亚在接受太空网采访时表示:“我们现在可以做得更多。这太神奇了。”“这就像把在空中飞行比作马车。”

洛佩斯·阿莱格里亚已经执行了四次太空任务,其中三次是美国国家航空航天局的航天飞机飞行,总共包括五次太空行走。他在2006年和2007年指挥国际空间站期间进行了另外五次太空行走。

到目前为止,洛佩斯·阿莱格里亚已经花了67小时10分钟进行步行,这是所有美国人中时间最多的。

“这是一种特权和荣誉,”他谈到自己在空间站的工作时说,并补充说,他在正确的时间、正确的地点获得了美国国家航空航天局的太空行走冠军。“我认为这在很大程度上与纯粹的运气有关。”

俄罗斯宇航员阿纳托利·索洛维约夫(在82小时22分钟内进行了16次太空行走)创造了大多数太空行走的世界纪录。

美国宇航服

为了在太空中行走,今天的美国宇航员穿着一种名为舱外机动装置(EMU)的宽大白色宇航服。俄罗斯的宇航员使用一种不同的宇航服,称为奥尔兰,而中国的太空行走者使用第三种宇航服,名为飞天。

用美国国家航空航天局的话说,太空行走被称为车外牵引力(EVA)。

美国国家航空航天局宇航服的外部覆盖着17层绝缘和坚韧的织物,以防止刺破和太空中的恶劣温度,这些温度从阳光下的250华氏度(121摄氏度)到晚上的250华氏华氏度(零下156摄氏度)不等。

美国国家航空航天局工程师格伦·卢茨(Glenn Lutz)说:“这就像被裹在严冬里一样

宇航服的核心是其坚硬的上半身——形成手臂和腿的柔软部分的连接点,以及支撑生命的背包。完成轨道组合的是手套和玻璃头盔,配有摄像机、灯(用于夜间工作)和遮阳板,以阻挡阳光的眩光。

甚至还有一个30分钟的备用氧气供应和一个由冷氮气提供动力的应急喷气背包,以防宇航员从空间站或航天飞机上漂流。

但在实际的美国太空行走中,这些备份都没有被调用过,卢茨将这一事实归因于有准备的宇航员及其经验丰富的教练和支持工程师。

卢茨在接受采访时说:“我想我们都明白,我们所做的事情以及失败的后果是多么重要,以确保得到正确的关注。”

太空行走101

宇航员们在约翰逊航天中心使用虚拟现实设备和一个巨大的游泳池练习太空行走,这个游泳池足够大,可以容纳真人大小的航天飞机有效载荷舱和国际空间站的主要部分,国际空间站就像一个足球场。

洛佩斯·阿莱格里亚说:“他们不在乎在水池的地板上画地球。”但由于宇航员每计划一小时的太空行走时间就要练习几个小时,这是一种示例训练。

与阿波罗登月时使用的宇航服不同,目前的宇航服并不是为实际行走而设计的。它们只是为失重工作而建造的。

“今天,如果我们命名太空行走,我们可能不会称之为太空行走,因为你不用脚或腿,”太空历史和艺术爱好者在线出版物Collectspace net的编辑、太空网撰稿人罗伯特·皮尔曼解释道。“你的手臂成了你四处走动的主要方式。”

而且这并不总是一次舒适的骑行。Lopez-Alegria说,太空服的肩关节不能完全与人类手臂的运动范围相吻合,这可能会在大泳池的训练模拟中造成伤害。

詹姆斯·麦克巴伦是美国国家航空航天局的一名退休工程师,他从早期的水星计划到航天飞机时代都在太空服上工作。他说,一些宇航员在准备太空行走时手指和指甲受伤。

“他们喜欢手套非常紧,”麦克巴伦告诉太空网。

通过遮阳板接地

然后是观点。怀特只戴着宇航服头盔从太空看到地球,这对他来说是巨大的,他后来说,任务控制中心下令结束太空行走是“我一生中最悲伤的时刻”

洛佩斯·阿莱格里亚表示同意。他仍然清楚地记得,在他第二次太空飞行(他执行过四次太空飞行任务)的太空行走中,当他帮助测试美国国家航空航天局当前宇航服的应急喷气背包时,加勒比海的颜色。

洛佩斯·阿莱格里亚说:“无论如何,加勒比海的颜色都很壮观。”“但看到全景和海湾,认识到它的地理位置,那是一种相当不错的体验。”

明天的太空行走

经过近50年的太空行走,美国国家航空航天局取得了一长串成就。

其中包括:太空行走的人数最多(1992年,3名宇航员从太空中取出了一颗生病的自由飞行卫星);哈勃等航天器前所未有的维修、重要的空间站服务(20世纪70年代的天空实验室和现在的国际空间站)以及国际合作。

卢茨说,太空行走者实际上拯救了美国第一个空间站“天空实验室”,因为它的发射使其因失去太阳能阵列和外部损坏而瘫痪。宇航员们帮助释放了“天空实验室”剩余的太阳能电池板,并架起了一把遮阳伞来遮挡阳光。

卢茨说:“所以就EVAs而言,这是一个相当大的问题。”“他们都非常了不起。”

collectspace net的皮尔曼表示,随着美国国家航空航天局的航天飞机项目今年退役,以及将笨重的装备运送到空间站的能力,该机构将无法将其现有的宇航服送回地球进行安全保管。其中一些可能会被丢弃在地球大气层中燃烧,而其余的可能会被保留下来作为配件或零件。

皮尔曼说:“不幸的是,动车组可能是美国历史上唯一一件没有飞行代表的宇航服。”

美国国家航空航天局未来的任务可能会派遣宇航员前往火星或月球,这将需要为表面工作设计的新宇航服。

Lopez-Alegria、Lutz和McBarron认为,更大的灵活性和灵活性对这些宇航服的性能至关重要,但最终设计将取决于NASA的最终目的地。

麦克巴伦说:“我认为任务用途决定了这些宇航服必须满足的要求。”“如果你回到夏天,你会发现你需要能走路的西装。”


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