中新網(wǎng)9月27日電 題：氣閘艙：一“艙”兩用 兼管生活和出艙

　　作者：黃希

　　“軌道艙的功用如果用簡(jiǎn)單的語(yǔ)言來(lái)概括的話，一是為航天員提供生活和工作支持，二是作為航天員出艙的氣閘艙來(lái)使用。”中國(guó)航天科技集團(tuán)空間技術(shù)研究院總體部的一位設(shè)計(jì)師這樣向記者概括軌道艙的功用。

　　由于此次神舟七號(hào)飛船的任務(wù)增加了一項(xiàng)“出艙”使命，使得軌道艙的“氣閘艙”功能格外引人注目。

　　出艙：“小隔間”內(nèi)完成空間環(huán)境和載人環(huán)境的切換

　　讓我們先簡(jiǎn)單模擬一下航天員即將出艙工作的場(chǎng)景：兩位航天員需要在氣閘艙內(nèi)完成出艙前的各項(xiàng)準(zhǔn)備——兩位航天員相互幫助穿好艙外航天服。此時(shí)的軌道艙需要完成在空間環(huán)境和載人環(huán)境的切換，一個(gè)“過(guò)渡間”能夠提高飛船的安全性，并使航天員最大程度地減少身體的不適應(yīng)感。

　　很多出入總裝測(cè)試廠房的人都有過(guò)“吹風(fēng)”的感受：在進(jìn)入廠房之前，必須要進(jìn)入一個(gè)“小隔間”——風(fēng)淋間去塵，一道門連接室外，一道門連接總裝廠房，實(shí)現(xiàn)室外環(huán)境和廠房?jī)艋�環(huán)境之間的過(guò)渡。經(jīng)過(guò)“吹風(fēng)”除塵程序后，就意味著過(guò)渡間環(huán)境已經(jīng)轉(zhuǎn)為廠房狀態(tài)了。

　　氣閘艙的原理和這個(gè)“小隔間”有異曲同工之妙，只不過(guò)氣閘艙通過(guò)泄壓和復(fù)壓過(guò)程實(shí)現(xiàn)了空間環(huán)境和飛船載人環(huán)境的過(guò)渡。為此，軌道艙要具備泄復(fù)壓功能，即完成從軌道艙到氣閘艙的轉(zhuǎn)變。

　　據(jù)設(shè)計(jì)師介紹，“氣閘”一詞源自英文“airlock”，“直譯就是鎖住空氣的意思。當(dāng)人要走出飛船進(jìn)入太空，為了減少空氣的逸散，建一個(gè)小隔間，先開(kāi)一扇門，進(jìn)入隔間后把這扇門關(guān)上，再把另一扇門打開(kāi)，走出隔間。從太空返回飛船的過(guò)程與之相反。”

　　要想把軌道艙改進(jìn)成為氣閘艙，需要有兩個(gè)必備條件：一是密封；二是要有泄復(fù)壓功能，即把“小隔間”內(nèi)的局部環(huán)境變?yōu)榭臻g環(huán)境和恢復(fù)為載人環(huán)境。對(duì)于此次神舟七號(hào)飛船而言，艙體的密封是成熟技術(shù)的繼承。作為此次出艙活動(dòng)前的“準(zhǔn)備活動(dòng)”，“泄壓”的成功與否，將直接決定航天員是否能夠按計(jì)劃出艙。

　　一套由閥門、管道等零部件組成的泄壓裝置將執(zhí)行“泄壓”重任�！靶箟翰⒉皇呛�(jiǎn)單地把空氣排放到空間，我們需要通過(guò)大量的分析計(jì)算和地面試驗(yàn)來(lái)找到泄壓過(guò)程中最佳速度和壓力控制點(diǎn)�！睋�(jù)設(shè)計(jì)師介紹，艙內(nèi)的氣壓要始終和航天服的狀態(tài)相協(xié)調(diào)。由于航天員在這個(gè)過(guò)程中將完成穿好艙外航天服的操作，所以從一個(gè)大氣壓到泄壓完成是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程。

　　“人在快速減壓環(huán)境下容易得減壓病。所以在降壓的過(guò)程中，航天員有一個(gè)吸氧排氮的過(guò)程。航天員在穿航天服時(shí)吸純氧，需要約半個(gè)小時(shí)的時(shí)間來(lái)置換血液里的氮。這之后再減壓就安全了。”設(shè)計(jì)師介紹，在“泄壓”之前，航天員和航天服與外界的壓力一致，“泄壓”之后，航天員穿著航天服站在艙內(nèi)接近零壓力的環(huán)境下，也就是相當(dāng)于站在太空環(huán)境下。

　　完成“泄壓”操作后，穿好艙外航天服的航天員就已經(jīng)為出艙活動(dòng)“整裝待發(fā)”了。

　　與出艙過(guò)程相反，航天員從太空回到飛船內(nèi)，要經(jīng)歷一個(gè)“復(fù)壓”步驟。與“泄壓”類似，“復(fù)壓”過(guò)程也要分階段進(jìn)行，與航天服狀態(tài)相協(xié)調(diào)。此次神舟七號(hào)飛船攜帶了五個(gè)高壓氣瓶：它們的功用是等航天員回到氣閘艙時(shí)，將艙內(nèi)的氣壓從“零”恢復(fù)到一個(gè)大氣壓狀態(tài)。

　　艙外：“天地”協(xié)同　“幫手”云集

　　航天員30分鐘的艙外活動(dòng)，對(duì)于航天員和地面操作人員而言，是“雙重考驗(yàn)”。

　　艙外航天員需要在另一位航天員的配合下按計(jì)劃完成試驗(yàn)項(xiàng)目，地面人員則要保證“天地”聯(lián)系暢通并提供必要的支持。通信設(shè)備、照明設(shè)備、操作界面、攝像機(jī)……任何一個(gè)細(xì)節(jié)都直接影響出艙活動(dòng)的成敗。

　　航天員上天后，航天員與航天員之間，航天員與地面需要進(jìn)行聯(lián)絡(luò)。為確保可靠的通信聯(lián)絡(luò)，航天服腰際的一個(gè)類似于繩子的電臍帶的裝置用于實(shí)現(xiàn)有線方式的“天地對(duì)話”，同時(shí)還有艙外服通信機(jī)可以無(wú)線方式進(jìn)行通話。兩套通信裝置將確保航天員與地面的有效溝通。

　　航天員出艙前的“泄壓”以及艙外航天服的穿著這兩個(gè)關(guān)鍵程序都需要航天員自己來(lái)完成。這個(gè)操作界面就是“出艙保障控制臺(tái)與服裝控制臺(tái)”。

　　設(shè)計(jì)師們根據(jù)泄復(fù)壓和航天服準(zhǔn)備的需要，事先設(shè)計(jì)了操作程序。航天員將按照程序要求完成操作。設(shè)計(jì)師告訴記者，為了保證萬(wàn)無(wú)一失，所有的操作都要事先備有預(yù)案。指令控制和手動(dòng)操作相結(jié)合，確保航天員及飛船安全。

　　安裝在飛船艙外的照明燈將為艙外活動(dòng)提供照明。這個(gè)專門為適應(yīng)艙外環(huán)境設(shè)計(jì)的LED燈組，具備在“高真空、高低溫”環(huán)境下工作的特性，確保在特殊環(huán)境下可靠工作。照明燈的亮度、照明范圍都有嚴(yán)格的要求。

　　相比于之前的神舟飛船，此次“神舟七號(hào)”在攝像裝置上配置更加“嚴(yán)密”：首次增加了兩個(gè)艙外攝像機(jī)。這兩個(gè)艙外攝像機(jī)，確保地面對(duì)航天員的“艙外活動(dòng)”能盡收眼底。同時(shí)地面操作人員將根據(jù)拍攝實(shí)況來(lái)支持航天員的艙外活動(dòng)。

　　艙外航天服的運(yùn)輸和安裝也是此次攻克的一個(gè)難點(diǎn)。“就像我們出遠(yuǎn)門一樣，我們帶的西裝在旅途中是一個(gè)打包狀態(tài)，到了目的地后，要穿這件西裝，我們需要把它打開(kāi)。這樣西裝又是另一種狀態(tài)了。對(duì)于艙外航天服而言，也存在這兩種狀態(tài)�！痹O(shè)計(jì)師風(fēng)趣地說(shuō)，艙外航天服的主材料是鋁材料的，此外還有軟材料，既要保證氣密性，又要保證強(qiáng)度。運(yùn)輸時(shí)不能損壞航天服的支架，展開(kāi)時(shí)又要充分考慮到艙內(nèi)的空間，既能讓航天員順利的“著衣”，又保證操作不受影響。

　　由于航天員要在空間失重狀態(tài)下穿著航天服，需要對(duì)艙外航天服進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓潭ā！案鶕?jù)多項(xiàng)地面試驗(yàn)，我們?cè)谲壍琅搩?nèi)安裝了固定的安裝點(diǎn)和懸掛點(diǎn)。確保航天員出艙前能夠順利地穿上艙外航天服。”

　　在很多宣傳冊(cè)上，航天員背負(fù)的一個(gè)“行囊”讓很多人感到好奇�！斑@其實(shí)就是航天員自帶的一個(gè)空調(diào)�！痹O(shè)計(jì)師形象地說(shuō)道�！斑@個(gè)行囊將完成供氧、散熱等功能。”

　　“我們所做的一切，都是讓航天員時(shí)刻處在一個(gè)正常的環(huán)境下。由于人命關(guān)天，我們所有的工作都必須是100分。”