[科普中国]-银河系扛把子勇度为啥要穿航天服

时下热映的漫威电影《银河护卫队2》不仅捧红了浣熊火箭和小树人格鲁特，也让观众对迷途知返的大反派勇度陡生敬意。在这部电影中，勇度作为飘忽于宇宙中的流氓犯罪团伙老大，经历了属下的反叛，绝境中的逆袭，最终弃暗投明，更在片子末尾把唯一的一套航天服让给了男主角星爵，自己则在星爵的怀抱中永远闭上了双眼。

连身手高强的银河系扛把子勇度都无法长时间在脱离了星球表面的外太空中生存，可见航天服对于人类的太空探索事业是多么的不可或缺了。

图1. 银河系扛把子勇度，一支穿云箭，千军万马提头来见（来源网络）

作为一种移动性的太空生命保障系统，太空防护服可以为航天员在出仓活动时提供适宜的生存环境。缺少了航天服，人类的一系列太空活动将只能被局限于飞船舱内，这会在事实上断送航天活动的可能性。

如果常听新闻的话，对“某国航天员进行了太空行走，为国际空间站更换了某某零件”这样的报道应该会有所印象。

国际空间站以每秒7.7公里左右的速度围绕地球高速运转，在服役期间内难免有老化零部件更换，新功能组件追加一类的任务。因此航天员脱离相对安全的舱内环境，进入危机四伏的太空很多时候实属无奈之举。太空行走对任何有志于探索太空的国家来说，都是技术含量极高，风险极大的任务。

作为航天员在舱外时的随身移动飞船，航天服的科技含量到底体现在哪儿呢？

首先，太空环境之恶劣远非常人能够想象，真正有决心有勇气的大国才可能派出航天员到舱外执行任务。

环绕在宇宙飞船周围的，不仅是向阳和背阳时温差高达将近300度的真空，更有大量未经大气层阻挡的高能宇宙射线和速度高达每秒数公里的太空垃圾。如果不幸暴露在太空环境中，不仅会立即进入缺氧窒息状态，肺内存在的大量空气更可能向外爆发撑破肺部，溢出的气体会因此大量进入循环系统并导致急性血栓。

同时，强烈的宇宙射线会对皮肤乃至身体造成严重的烧伤和辐射伤，即便侥幸生还也可能会罹患各种辐射引发的严重疾病。**万一不走运，一颗飘在太空中的小螺钉就能让人瞬间天灵碎裂——要知道这些太空垃圾的速度可以达到子弹的十倍之多。**可以说，人类在这样的环境中，生存时间是以分钟甚至秒来计算的。

（图片来源网络）

其次，航天服集材料、电子、机械等多门学科的前沿成果于一身，成为工业强国乃是制造航天服的前提。即便仅仅从材料的角度讲，通常的航天服面料包含六个以上不同功能的组成层。例如，提供被动保暖功能的隔热层，提供抗撕裂能力的防撕层，提供抗辐射能力的高能粒子屏蔽层，提供防撞击能力的高强保护层，能够承受巨大气压差的气密层，以及控制航天员体表温度的温度调控层等等。

**从系统集成的角度而言，航天员的氧气供给，实时通讯，防护固定乃至废气和汗液的回收净化全部需要集成到一套防护服中，这样的多系统整合强烈的考验着制造国的整体科技实力。**此外，正如上段所说，即便是瞬间的暴露就能对航天员的生命安全造成严重损伤，航天服系统对可靠性的要求极高。航天员的选拔和培养成本难以用金钱衡量，这些天赋异禀的精英可以说是真正的国之重器，不能让任何的偶然因素伤害航天员的安全和健康。

图2. 国际空间站（来源网络）

《银河护卫队2》中的外星航天服，好比身体的皮肤一般轻盈，巴掌大的一个圆盘，只要用力一贴就能自动附着在身上形成薄膜，从而保证各位超级英雄在外太空中也能生龙活虎。

现实中的航天服则完全是另外的一副模样，有点类似于《超能陆战队》中的“暖男“大白，同样是通体灰白的滚圆形态。

图3. 航天服面料材质及各层功能（来源：JAXA）

图4. 《银河护卫队2》中的科幻航天服，巴掌大的圆盘就能在体表形成保护层（来源网络）

以中国神舟飞船系列发射任务中的航天服为例，总重量达到120公斤，随身携带的太空背包高达1.3米。虽然看起来异常笨重，在太空中用起来却是相当灵活，由于身体相应的关节处都布置了气密轴承，航天员四肢活动范围很大，可以说是并未受到航天服的限制。手套将为每位航天员特别定制，以保证足够的穿用舒适度和功能性。手套材质方面，兼顾安全性和轻便性，允许航天员轻松握持直径25毫米的物体。

由于航天服在系统复杂性上远超一般的机械设备，航天员们要经过复杂而繁琐的程序才能完成穿着。一般而言，航天服在随飞船发射升空时是被分解后打包固定在仓壁上的。航天员在穿用之前，需要打开包装，组合各系统，全面调试反复确认之后才算是完成了穿着过程。

例如，神七任务执行出舱前，翟志刚和刘伯明两位航天员仅仅是完成这一穿着过程就耗费了十余个小时，可想而知在地面上这样的训练要重复多少次，花上多少个小时的时间了。翟志刚缓缓打开舱门，进入太空，面向全世界挥舞中国国旗的画面，至今令国人热血沸腾。了解了航天服背后的故事，便可知在这短短的数分钟之后，是数以万计的航天工作者的智力支持以及航天员梯队全体成员的艰苦训练。

图5. 中国首次太空行走，国产“飞天”航天服（来源网络）

《银河护卫队2》的尾声处，勇度的尸体被焚化舱中的烈焰吞噬，骨灰随着缓缓开启的舱门飘向太空深处。从四面八方前来参加葬礼的飞船烟花齐放，向这位在生命最后时刻做出义举的大反派致敬。在漫天的星辰和焰火中，勇度的骨灰闪烁着金色的光芒，这一高度催泪的情节也将整部电影推向了高潮。

在《银河护卫队》的世界里，纵使星际旅行已是家常便饭，诸位英雄好汉也还是不能缺少航天服的护佑，可谓是“武功再高也怕菜刀，外星大佬行头难少”。我等区区草民，又怎能不认真了解航天服背后的故事，对胸怀人类梦想的太空勇士和科学工作者们心存敬意呢？