在太空如何行走

龐之浩

太空行走技術(shù)難點(diǎn)有三個(gè)：一是太空無(wú)路可走;二是航天員在失重狀態(tài)下沒(méi)法用腿行走，主要是靠手;三是艙外環(huán)境十分惡劣，如果出艙活動(dòng)系統(tǒng)中某個(gè)重要部件出現(xiàn)故障，就有可能危及航天員的生命安全。

2021年7月4日8時(shí)11分，航天員劉伯明成功開(kāi)啟天和核心艙節(jié)點(diǎn)艙出艙艙門(mén)。截至11時(shí)02分，劉伯明和湯洪波身著中國(guó)自主研制的新一代“飛天”艙外航天服，先后從天和核心艙的節(jié)點(diǎn)艙成功出艙。14時(shí)57分，經(jīng)過(guò)約7小時(shí)的出艙活動(dòng)，神舟十二號(hào)航天員乘組密切協(xié)同，圓滿(mǎn)完成出艙活動(dòng)期間全部既定任務(wù)。劉伯明、湯洪波安全返回天和核心艙，標(biāo)志著我國(guó)空間站階段航天員首次出艙活動(dòng)取得圓滿(mǎn)成功。

為何要進(jìn)行太空行走

航天員為何要進(jìn)行出艙活動(dòng)？或者說(shuō)，為什么要進(jìn)行太空行走？

簡(jiǎn)單地說(shuō)，太空行走主要有六大用途：一是在太空組裝、擴(kuò)建空間站，二是在太空維修、維護(hù)航天器，三是回收、維護(hù)與釋放衛(wèi)星，四是完成一些科研任務(wù)，五是進(jìn)行緊急太空救援，六是載人登月和載人登火星等。所以，太空行走很重要。

當(dāng)前在軌運(yùn)行的國(guó)際空間站都是由航天員通過(guò)多次太空行走才完成在軌組裝的。

隨著太空行走技術(shù)的發(fā)展，太空行走的方式越來(lái)越多。按出艙活動(dòng)的目的和任務(wù)可分為四種：第一種是驗(yàn)證類(lèi)出艙活動(dòng)，第二種是組裝類(lèi)出艙活動(dòng)，第三種是維修類(lèi)出艙活動(dòng)，第四種是有效載荷類(lèi)出艙活動(dòng)，即回收、修理和釋放衛(wèi)星或在月面安裝實(shí)驗(yàn)裝置、采集月巖標(biāo)本等。

2008年航天員翟志剛進(jìn)行的我國(guó)第一次太空行走屬于驗(yàn)證類(lèi)出艙活動(dòng)。而這次神舟十二號(hào)航天員進(jìn)行的太空行走屬于組裝類(lèi)出艙活動(dòng)或有效載荷類(lèi)出艙活動(dòng)。由于這次太空行走時(shí)間很長(zhǎng)，而且要完成復(fù)雜的艙外安裝任務(wù)，所以難度比翟志剛首次太空行走大不少。

如何訓(xùn)練太空行走

太空行走技術(shù)非常復(fù)雜，因此必須進(jìn)行大量的訓(xùn)練。其中最重要的訓(xùn)練是在水槽中進(jìn)行。因?yàn)檫@種方法可以給航天員提供模擬失重的訓(xùn)練環(huán)境，是最為有效的訓(xùn)練手段。

我國(guó)航天員中心的中性浮力水槽呈圓形，直徑23米，深10米，為亞洲最大。在水槽訓(xùn)練時(shí)，需通過(guò)調(diào)整航天員水槽訓(xùn)練服上的配重鉛塊，使航天員既不浮上來(lái)，也不沉底，從而模擬失重環(huán)境的操作效應(yīng)。

通過(guò)中性浮力水槽訓(xùn)練，可使航天員體驗(yàn)和熟練掌握模擬失重狀態(tài)下身體的運(yùn)動(dòng)與姿態(tài)控制，以及出艙活動(dòng)操作的特點(diǎn)、方法、技巧和技能等。

由于太空行走技術(shù)非常復(fù)雜，所以凡是要在艙外進(jìn)行的操作，一般要在水槽內(nèi)練習(xí)60次左右。神舟十二號(hào)航天員每次在水槽里訓(xùn)練時(shí)，都要穿200多公斤的水槽訓(xùn)練服，訓(xùn)練幾個(gè)小時(shí)。往往訓(xùn)練結(jié)束后累得連筷子都拿不住。

太空行走難在哪兒

太空行走技術(shù)難點(diǎn)有三個(gè)：一是太空無(wú)路可走;二是航天員在失重狀態(tài)下沒(méi)法用腿行走，主要是靠手;三是艙外環(huán)境十分惡劣，如果出艙活動(dòng)系統(tǒng)中某個(gè)重要部件出現(xiàn)故障，就有可能危及航天員的生命安全。

其實(shí)，航天員進(jìn)行太空行走時(shí)大部分時(shí)間是從一個(gè)工作位置移動(dòng)到另一個(gè)工作位置。因此，在太空行走中如何有效地進(jìn)行身體移動(dòng)是一項(xiàng)非常重要的技術(shù)。在太空失重環(huán)境中移動(dòng)身體，關(guān)鍵是要慢、要小心謹(jǐn)慎、要不慌不忙，同時(shí)要控制好身體，不要接觸到任何飛行中的物體，不要快速移動(dòng)，否則會(huì)產(chǎn)生不必要的旋轉(zhuǎn)……

太空行走與在模擬失重水槽中的訓(xùn)練還不完全相同。在水槽中訓(xùn)練時(shí)，由于水的阻力較大，所以航天員做動(dòng)作時(shí)比較緩慢。但是在太空行走中沒(méi)有阻力，航天員的動(dòng)作靈活性增強(qiáng)，因而容易失控。比如，擰一個(gè)螺絲，如果用勁太大，人可能會(huì)跟著旋轉(zhuǎn)。

太空行走曾出現(xiàn)過(guò)哪些險(xiǎn)情

至今，雖然在太空行走中沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)人員傷亡的情況，但還是遇到了許多危險(xiǎn)。其中最危險(xiǎn)的一次就是1965年太空行走第一人列昂諾夫出艙后，因艙外服的限制層發(fā)生故障，使服裝鼓了起來(lái)，差點(diǎn)兒沒(méi)能返回艙內(nèi)。

在太空特殊的環(huán)境下，航天員容易得空間運(yùn)動(dòng)病，對(duì)太空行走影響較大。1969年3月，阿波羅九號(hào)航天員施韋卡特在升空第二天準(zhǔn)備出艙時(shí)突然嘔吐。他這是患上了空間運(yùn)動(dòng)病，為此，推遲了他出艙的時(shí)間。因?yàn)槿绻谔招凶哌^(guò)程中嘔吐，嘔吐物會(huì)飄在頭盔內(nèi)沒(méi)法處理，并可能被航天員吸入肺中造成嚴(yán)重后果。為了減少空間運(yùn)動(dòng)病的影響，現(xiàn)在航天員一般是在上天后的第三天才進(jìn)行太空行走。

最常見(jiàn)的問(wèn)題大都與艙外航天服故障有關(guān)。2013年7月16日，意大利航天員帕爾米塔諾在太空行走時(shí)由于突遇頭盔漏水故障差點(diǎn)兒被淹死。后來(lái)他使用安全繩才把自己“拉”回了國(guó)際空間站艙門(mén)內(nèi)。所以，擁有一套安全可靠又輕便靈巧的艙外航天服是非常重要的。