舱外航天服的设计灵感居然来自小龙虾？

我们知道，外层宇宙空间是一个极端恶劣的环境，因此航天员进行出舱活动需要穿着专业的舱外航天服。可你知道吗？航天服关节处的设计，竟然和我们日常见到的小龙虾有关。

在设计舱外航天服时，我国航天工程师从虾尾既坚硬又灵活的鳞片结构中，获得了意想不到的灵感。我们知道，小龙虾的尾部是半硬壳的，但是一点也不妨碍它的伸曲和游泳动作，因为它是一种鳞片层叠结构，可以软硬兼施、刚柔并济。因此，工程师给国产舱外航天服关节处设计了类似小龙虾尾部的层叠结构，并在上肢的肩、肘、腕和下肢的膝、踝等关节处，使用了气密轴承。在轴承的作用下，航天员的手脚可以随意转动，同时能严格保证气密性。

“飞天”舱外航天服是我国自主研发的，它包括上下肢、头盔、手套等。上下肢部分和手套属于软结构，从里到外有十多层，即出舱内衣、液冷服、气体循环空间、氧气输送管道、加压层衬里、辅助加压气囊层、主加压气囊层、外限制层、隔热和防流星体层、外防护层等，能够对航天员的身体进行有效保温，同时保护航天员免受太空空间环境及流星等的侵害。那么，舱外航天服的外部还有哪些机关按钮和小秘密呢？

手套上的反光镜从下面这张图我们可以发现一个特别的设计，在服装胸前一些设备上的文字标识是反的。之所以做这样的设计，是因为航天员通过面窗观察胸前的一些设备，有视野盲区。这时，航天员可以通过手套上的反光镜来观察，镜像之后航天员看到的字就是正的，因此反的文字标识是方便航天员的识别和操作。

四层头盔面窗结构舱外航天服的最上面是一个头盔，由头盔壳、面窗结构和颈圈等组件构成。其中，面窗是四层的结构：两层是压力面窗，中间是充氮，可以起到一个隔热和防结雾作用；外层是防护面窗，可以避免航天员在作业过程的磕碰和划伤，影响视野；最外层则是滤光面窗，航天员可以根据阳照区和阴影区放下和打开，防止太阳光线直接照射入眼。

可调节的舱外航天服由于空间站空间有限，研制成本和运输成本都极其昂贵，因此舱外航天服无需做到一人一套，量体裁衣。根据飞天舱外航天服构形，采用“一对多”的适体性原则，即以一套服装多人穿用，被动适体性与主动适体性相结合，兼顾个性与共性要求。前面我们提到航天服的上下肢关节处使用了气密轴承，这将使关节活动更加自如。通过调节，舱外航天服可以适应不同身高和体重的人体参数，从1.6米到1.8米的航天员都能穿着使用。

考虑到太空中的辐射、高能粒子、高温、低温以及其他宇宙射线等等问题，舱外航天服的设计要非常精密，同样，也因为外界复杂的环境，舱外航天服的使用寿命严重受限。第一代“飞天”舱外航天服，其造价虽然高达3000多万元，但只能重复5次舱外活动，每次只能支持4个小时；而第二代“飞天”舱外航天服经过了进一步的改进和优化，造价是3000万元，重复使用次数提高到15次，每次工作时间提高到8小时左右，但总的来说，它的使用寿命仍然非常有限。

目前国际上能完全独立掌握舱外航天服设计和研制技术的国家只有中国、美国、俄罗斯三国，可见舱外航天服技术是一个国家载人航天实力的重要体现。相信“飞天”舱外航天服在未来会有更多升级改造的可能，中国航天产业链也会越加完善，并在不久的将来帮助航天员们探索月球、火星以及更远的地方。

参考文献
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