[科普中國]-個人的一小步，人類的一大步，世界首名太空行走宇航員病逝

1965年3月18日，這一天注定要被記入人類太空探索的歷冊。蘇聯(lián)宇航員阿列克謝·列昂諾夫（Alexei Leonov）在執(zhí)行太空任務(wù)時進(jìn)行了離艙12分鐘的太空行走，使得他成為世界上首名進(jìn)行太空行走的宇航員。偉大的航天員—阿列克謝·列昂諾夫阿列克謝·阿爾希波維奇·列昂諾夫，1935年出生于克麥羅沃州。1953年參軍，四年后畢業(yè)于丘吉耶夫軍事航校，同年加入蘇聯(lián)共產(chǎn)黨進(jìn)入航空部隊(duì)擔(dān)任飛行員。他喜歡科幻著作,尤其喜歡蘇聯(lián)火箭專家齊奧爾科夫斯基的《在地球之外》，這本書中對外太空的描寫勾起了他強(qiáng)烈的好奇心。當(dāng)蘇聯(lián)宇航部門再次招募航天員人選的時候，他毫不猶豫地報(bào)了名。由于自身?xiàng)l件優(yōu)秀，1960年,列昂諾夫被選入航天員隊(duì)伍。進(jìn)入茹科夫斯基軍事工程學(xué)院深造。1965年3月18日，作為副駕駛和別利亞耶夫共同完成了“上升—2”號飛船的飛行任務(wù)。在該任務(wù)中，列昂諾夫拴著5米長的安全繩，離開宇宙飛船到達(dá)太空環(huán)境中進(jìn)行了12分鐘的活動，在太空中渡過了大約24分鐘，其中自由“漂浮”12分鐘，有幾次離開飛船的距離達(dá)5米，成為首個完成出艙活動的人類。在返回時，列昂諾夫由于宇航服膨脹而被卡在了氣閘艙艙口。在多次排放掉宇航服內(nèi)氣體后他才最終進(jìn)入太空艙內(nèi)。鑒于其出色的表現(xiàn)和對航天領(lǐng)域的突出貢獻(xiàn)，阿列克謝·列昂諾夫兩次被授予蘇聯(lián)英雄稱號。太空行走的背后太空行走（Walking in space）又稱為“出艙活動”，是載人航天的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，要實(shí)現(xiàn)太空行走這一目標(biāo)，需要諸多的特殊技術(shù)保障。太空行走方式。目前，航天員的出艙活動有三種方式，第一種是“臍帶”式，第二種是“相對自主”式，第三種是“自由”式。采用“臍帶”式進(jìn)行出艙活動時，航天員會通過通過臍帶式的生命保障系統(tǒng)與乘員艙連接。這條“臍帶”有兩個作用：一是提供生命保障功能，航天員在艙外所需要的氧氣、壓力、冷卻工質(zhì)、電源和通信等都是通過“臍帶”連接載人航天器提供的；二是起保險(xiǎn)作用，防止航天員漂離載人航天器太遠(yuǎn)而回不來。采用“相對自主式”出艙活動時，航天員仍然采用安全系繩和限位器等方式手動行走，但可以輔以機(jī)動裝置擴(kuò)大活動范圍，艙外航天服及便攜式環(huán)控與生命保障系統(tǒng)是一個微型載人航天器，它保證人體周圍有適合的壓力，有通風(fēng)供氧，有溫濕度調(diào)節(jié)，使航天員在服裝內(nèi)正常生存，并能進(jìn)行太空作業(yè)。采用“自由式”出艙活動時，航天員在出艙時還要攜帶一套載人機(jī)動裝置，上面裝有20多個氮?dú)鈬姽?，就如同背著一個小火箭，通過控制火箭的方向和推力進(jìn)行太空行走，成為名副其實(shí)的人體地球衛(wèi)星。太空行走有多難？太空是一個無氧、沒有氣壓、極端低溫、有致命的電磁和粒子輻射的環(huán)境。航天員太空行走，意味著要從飛船內(nèi)近似于地面的大氣環(huán)境進(jìn)入太空的高真空、強(qiáng)輻射環(huán)境，也意味著航天員要離開飛船，獨(dú)自在失重的太空中“行走”。人類從飛船直接進(jìn)入太空后，通常面臨著四類威脅：失壓、缺氧、輻射和巨大溫差。航天員在有太陽照射時，最高溫度可以達(dá)到120℃以上，在沒有陽光照射時，最低溫度可能達(dá)到零下100℃。此外，近地飛行的航天器90分鐘繞地球一圈，短短90分鐘的時間對航天員而言就是太陽的一升一降。這些困難從1965年列昂諾夫開始人類首次太空行走，就與航天員相隨相伴。如何保證航天員的安全？最重要的安全裝備就是艙外航天服。供氧、供電、空氣流通、話音支持……飛船能實(shí)現(xiàn)的大多數(shù)功能，都集中在了小小的艙外航天服里。航天服與其說起來是一件衣服，不如說它是一個更小型的載人飛船。在艙外航天服的保護(hù)下，航天員看似“暴露”在太空里，其實(shí)置身于一個具備適合人生存的氣壓、大氣成分和溫度濕度等要素的小環(huán)境中。以我國首次實(shí)施太空行走的航天員翟志剛為例，他出艙穿的艙外航天服足有120公斤重。這件航天服除了外表要能抗太陽輻射和微粒子的撞擊外，內(nèi)部還有精細(xì)的生命保障系統(tǒng)，為航天員提供8到9小時的生命活動基本保障和對外通訊能力。從內(nèi)到外，共分為6層：由特殊防靜電處理過的棉布織成的舒適層、橡膠質(zhì)地的備份氣密層、復(fù)合關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)組成的主氣密層、滌綸面料的限制層、通過熱反射來實(shí)現(xiàn)隔熱的隔熱層、最外面的外防護(hù)層。有了這些保護(hù)，航天員們才能完成他們個人的一小步，人類的一大步。歷史上著名的太空行走首次無繩太空行走。1984年2月7日，美國“挑戰(zhàn)者”號航天飛機(jī)宇航員布魯斯·麥坎德列斯和斯圖爾特以“無繩”方式，離開航天飛機(jī)實(shí)現(xiàn)太空行走。而所謂“無繩”，指的是宇航員在太空行走時背個動力背包，隨時可以操縱背包飛回太空艙。照片中的人是宇航員布魯斯·麥坎德列斯麥，他背負(fù)的叫機(jī)動器（Manned Maneuvering Unit）。這機(jī)動器總重300斤，有24個噴口及左右臂操縱臺。左手控制俯仰、橫滾、扭轉(zhuǎn)這三軸的旋轉(zhuǎn)動作；右手控制前后、左右、上下這三軸的平移動作；調(diào)好之后，機(jī)器自動維持，機(jī)動器背后是兩個凱夫拉纖維包覆的鋁合金罐子，每罐有12斤氮?dú)?，能維持大約6小時的機(jī)動。布魯斯·麥坎德列斯麥從“挑戰(zhàn)者號”航天飛機(jī)出發(fā)，背著這臺機(jī)動器一共漂浮了逾300英尺（約91.44米）。成為人類探索太空奧秘的第一批“人體地球衛(wèi)星”。首位太空行走的女宇航員。蘇聯(lián)宇航員斯韋特蘭娜·薩維茨卡婭是世界第二位女宇航員和世界首位女性太空行走者。1984年7月25日，她在擔(dān)任聯(lián)盟T-12號上的隨機(jī)工程師期間前往禮炮7號太空站，走出飛船，在太空進(jìn)行了新型萬能手工工具試驗(yàn)。期間她和同伴扎尼別科夫在太空作業(yè)了3小時39分鐘。1984年7月29日，她們安全返回了地面。“哈勃”維修任務(wù)中的太空行走。1993年美國宇航員斯托里·馬斯格雷夫，完成了首次哈勃望遠(yuǎn)鏡維修任務(wù)。哈勃維修任務(wù)中的太空行走最能體現(xiàn)太空動作的奇妙之處。而馬斯格雷夫形象的將這種太空行走比喻為“太空芭蕾”。太空行走，個人的一小步，人類的一大步在宇航員阿列克謝·列昂諾夫完成首次太空行走后，僅僅過了兩個月，1965年6月3日，美國宇航員愛德華·懷特被送上太空，成為第一個進(jìn)入太空行走的美國人。當(dāng)天，他離開“格米尼4”號宇宙飛船，在全世界的仰望下，在太空中漂浮了創(chuàng)紀(jì)錄的23分鐘。中國人首次實(shí)現(xiàn)太空行走是在2008年。2008年9月25日21時10分，神舟七號飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心升空。9月27日下午1點(diǎn)33分，神舟七號返回艙門關(guān)閉，航天員開始執(zhí)行太空行走任務(wù)。16時43分24秒，航天員翟志剛出艙，16時45分17秒，翟志剛在太空邁出了第一步。經(jīng)過十多分鐘的太空漫步，16時59分，翟志剛結(jié)束太空行走，返回軌道艙。此次太空行走標(biāo)志著中國成為繼美俄之后第三個掌握空間出艙技術(shù)的國家。撰文:錢航（中國科學(xué)院國家空間中心博士，現(xiàn)中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院總體設(shè)計(jì)部型號設(shè)計(jì)師）審稿:丁溯泉（曾任北京跟蹤與通信技術(shù)研究所工程師、中國載人航天工程辦公室高級工程師，現(xiàn)任北京天問空間科技有限公司總經(jīng)理）編輯：Bob文章由騰訊科普“科普中國頭條創(chuàng)作與推送項(xiàng)目”團(tuán)隊(duì)推出轉(zhuǎn)載請注明來自科普中國