太空漫步

定义

    太空漫步有两种定义，按狭义的来说，即指航天员离开载人航天器乘员舱，只身进入太空的出舱活动，按广义的看，航天员在月球和行星等其他天体上完成各种任务的过程也可以称为太空漫步。

实现方式

    航天员在舱外漫步有两种方式：一种是用早期研制的脐带式的生命保障系统与乘员舱连接，航天员身穿航天服，航天员所需要的氧气、压力、冷却工质、电源和通讯等都是通过脐带由“母”载人航天器提供 的。由于脐带不能过长，所以航天员只能在“母”航天器附近活动，如果航天器走远了则容易使脐带缠绕，像婴儿那样“窒息”而死。另一种是后期发明的装在航天服背后的便携式环控生保系统。航天员出舱后与“母”航天器分离，由于身穿舱外用的航天服，背着便携式环控生保装置，以及太空机动装置，航天员可到离“母”载人航天器100米远处活动。实际上，舱外航天服及便携式环控与生保系统是一个微型载人航天器，它保证人的周围有适合的压力，有通风供氧，有温湿度调节，使航天员在服装内正常生存，并能进行太空作业。

    有人称载人机动装置是太空“摩托艇”，因为它装有推进系统，并能“自由”机动飞行。例如，美国航天飞机第10次飞行时，航天员使用的机动装置有24个氮推力器，利用推力器工作，航天员可以进行6个自由度的飞行。载人机动装置外形像一个背包，航天员通过手控器控制其高压氮气从安装在不同部位的推力器喷出，就能改变飞行的速度、方向和姿态，成为名副其实的人体地球卫星。

作用意义

    太空漫步不同历史时期其目的是不一样的。当1965年3月苏联航天员阿里克谢·列昂诺夫第一次由“上升”2号飞船飞出舱外时，其目的有两个：一是在载人航天活动中进行一次技术性的突破，二是使苏联在航两名宇航员正在对哈勃太空望远镜进行检修天技术方面走到了美国前边，在全世界产生重大影响。美国也不甘示弱，同年6月，美国人怀特在乘双子星座4号飞船飞行时也飞出舱外。从此，出舱活动的技术就为两家所共有，在这时人们才谈到太空漫步的实用意义。从多次出舱和登月过程中的月面活动看来，太空漫步的作用和意义是巨大的。其意义与作用是完成太空作业。例如，修复载人航天器或其它航天器上的受损部件。美国人曾通过太空漫步修复了天空实验室、太阳峰年卫星和哈勃空间望远镜。组建空间站。苏联航天员则通过太空漫步修复过礼炮号空间站和组装、维修和平号空间站。当前正在建造的国际空间站，更是需要航天员进行多次出舱活动，才能在轨组装建成。登月活动更是体现了航天员在太空漫步和太空作业的巨大作用，为人类进入外层空间和其它星球打下了良好的基础。

发展历史

历史上第一次

    1965年3月18日，苏联发射载有别列亚耶夫、阿里克谢·列昂诺夫的“上升”2号飞船。飞行中，阿里克谢·列昂诺夫进行了世界航天史上第一次太空漫步，他在离飞船5米处活动了12分钟， 他离开“上升”2号飞船密封舱，系着安全带实现了到茫茫太空中漫步。后来由于空间活动的需要，阿里克谢·列昂诺夫穿着一种新型宇宙服，内衣是由通心粉状的管子盘成的，管子总长100米。管内流过的冷水能吸去航天员身上散发的热量，并排放到宇宙空间去。在这种内衣外再罩上一层一层外套，套上同样多层的手套，穿上金属网眼靴子，戴上增强树脂盔帽，就能保证到密封舱外安全活动了。1965年，苏联航天员阿里克谢·列昂诺夫走出了“上升”2号飞船，从而成功实现了人类第一次在太空的出舱活动。这次太空出舱活动使理论付诸实践，从此真正打开了太空的大门。

    这是一次非同寻常的航行。虽说飞船从升空到返回地面不过26小时，阿里克谢·列昂诺夫和他的指挥长别利亚耶夫却多次在生与死的边缘徘徊。万无一失向来是人类探索太空时的基本准则，而此次航行遇到的意外之多足以载入吉尼斯世界纪录。

    苏联太空漫步的计划实施得确实匆忙，因为美国同时也在进行这方面的研究。出于安全考虑，苏联率先向轨道上发射了一艘不载人的侦察飞船，以收集太阳辐射、高能量粒子流等各种因素将对航天员身体造成的影响的数据。然而飞船在返回地面过程中却意想不到地启动了自爆程序，关乎航天员生命的珍贵数据就这样消逝得无影无踪。

    两位航天员很清楚期待他们做出怎样的选择：美国几乎已经准备就绪，虽说他们的航天员只是准备把手伸到飞船外面，但这也将被宣传为人类首次进入太空。

    飞船刚一起飞就遇到了麻烦，本来预定进入距地球30万米的轨道，实际高度却达到了50万米。不过，真正的险情还在后面。列昂诺夫穿的是一套多层特制宇航服，它不仅能保持恒温，还有可以支持航天员在太空工作一个小时的生命保障系统。地面气压训练室只能模拟相当于距地球9万米高空的气压，而航天员走出飞船时周围则是真空状态。

    为了防止宇航服膨胀变形，阿里克谢·列昂诺夫特地在上面系上了许多条带子。完成太空漫步后，他突然发现因为宇航服发生膨胀自己已经无法返回飞船了。列昂诺夫果断地调低了生命保障系统的气压。

    阿里克谢·列昂诺夫是头朝前进入飞船的，他这样做是为确保手中的摄像机万无一失，可是关闭舱门却成了一件难事。该舱断面直径只有120厘米，而宇航服的高度是190厘米。阿里克谢·列昂诺夫拼命旋转着身体。虽说从发现宇航服膨胀到关闭飞船舱门前后不过210秒钟，阿里克谢·列昂诺夫所承受的心理和生理压力却是难以想象的：他的体重减少了数公斤，每只靴子里积聚了3升汗水。

    1965年6月3日，美国发射载有航天员麦克迪维特上尉和怀特上尉的“双子星座”4号飞船，绕地球飞行62圈。怀特到舱外行走21分钟，用喷气装置使自己在太空中机动飞行。这是美国第一次太空漫步。怀特乘坐的是双子星座4号飞船，该飞船上没有安装气闸舱，因此是直接打开舱门出舱的。由于双子星座飞船是乘载两名航天员，两名航天员同在一个座舱内，因此当怀特打开舱门后，坐在舱内的另一名航天员麦克迪维也暴露在宇宙真空环境中。如果按照苏联的定义，只要航天员暴露在宇宙真空环境中就算进行了太空漫步，因此麦克迪维就是“没有出舱坐在座椅上进行的太空漫步”。可惜美国不承认这种定义，因此麦克迪维仍然不能排列在太空漫步的航天员名单之内。

    1984年7月17日，苏联发射“联盟”T12号飞船升空。船上载有扎尼拜科夫、沃尔克和女航天员萨维茨卡娅，与“礼炮”7号空间站-“联盟”T10号飞船联合体对接。她于1984年7月25日从礼炮7号空间站上进行了太空漫步，她与另一名男航天员一起出舱，25日，萨维茨卡娅和扎尼拜科夫一起进行了3小时35分钟的舱外活动。萨维茨卡娅成为世界上第一位在太空漫步的女性。

    自从载人航天以来，宇航员已实现了近百次太空漫步。但在1984年以前的60多次太空漫步中，宇航员不仅必须穿上特制的宇宙服，而且还要使用安全带和供给氧、电的“脐带”与航天器连接在一起，以防在太空中飘走。

月面漫步第一人

    美国的阿波罗航天员阿姆斯特朗，他于1969年7月20日乘坐阿波罗11号飞船在月面上着陆，第一个走出登月舱登上月球。他在月面上停留了2小时31分钟，与阿姆斯特朗一起的另一名航天员奥尔德林也跟随其后登上月球，在月球上也待了2小时31分钟。 

最危险的漫步

    2007年11月3日，美国航天员帕拉金斯基完成历时7个多小时的太空漫步，成功修补了一块太阳能电池板。由于电池板依然带电，而且破损点距离工作舱足有半个足球场远，帕拉金斯基要“走”上近一个小时，英国《泰晤士报》曾评论说这次任务是美国航天史上最危险的太空漫步。

影响因素

    太空漫步比较危险，有5个影响因素，一个是太空的环境因素，第二个是气闸舱的因素，第三个是舱外航天服因素，第四个是机动装置的因素，第五个是人为的因素。

·太空环境因素

    太空漫步过程太空处于真空状态，没有大气层的保护，温度变化很大，太阳照射时温度可高于100℃，无阳光时温度可低于-200℃，同时存在各种能伤害人体的辐射。     为保障航天员在出舱活动中能安全、健康和有效地完成任务，需要有出舱航天服、航天员在舱外乘坐的机动装置、完成任务所需的工具、固定航天员身体的设备及安全带等装备。舱外航天服是出舱活动中最重要的装备，相当于一个微型航天器。它将航天员的身体与太空的恶劣环境隔开，并向航天员提供大气压力和氧气等维持生命所需的各种条件。由于宇宙飞船、空间站、航天飞机这些载人航天器密闭舱内的人造气压、空气组成基本与地面相同，因此人体内吸有一定量的氮气，而航天服内的气压较低，仅为大气压的27.5%，航天员如果猛然出舱，遇到低气压后血液供应不上，溶解在脂肪组织中的氮气游离出来却不能通过血液带到肺部排出而形成气泡，可能造成气栓堵塞血管，引发严重疾病。所以航天员出舱前需要吸取纯氧将体内氮气排出，以排除隐患。

    在太空漫步的航天员由于没有参照物，无法分清物体的远近大小，并判断其速度快慢，如无保险措施，很容易丢失在茫茫太空中而成为人体卫星。所以太空漫步需要采取保险措施——用安全带将航天员与航天器连接起来，防止航天员在太空中走失。

    为了防止减压病，航天员在出舱活动之前还要进行吸氧排氮。生活在地球表面时，人体受到大气层的压力为一个大气压，人体在这样的压力下不仅生活正常，与外界气体交换也正常。但是，如果外界气压下降过大，人体组织内的气体因外界压力低往外逸出。氧气是人体需要的，逸到哪里都可以。但氮气往人体组织外逸出就会使人体产生皮肤发痒、关节与肌肉疼痛、咳嗽和胸闷等症状。这种从高压变成的低压所引发的病就是减压病。如果所设计的载人航天器乘员舱采用的是接近地面大气的压力制度，航天员进入航天器内时就不必进行吸氧排氮。如果所采用的是半个大气的压力制度（60%氮，40%氧）时，航天员在进入载人航天器之前，就得把体内多余的氮气排出，用氧气代替它。这是因为在一个大气压的普通空气中生活时，人体中氧气只占21%左右，而氮气约占79%。

    航天员到舱外活动时，他身穿的航天服系统中的压力比舱内的压力要低，目前载人航天中使用的航天服只有低压航天服，还没有研制出实用的高压服装（航天服中的压力太高，不仅在工程实现上难度很大，还会使航天员的运动和工作操作发生困难）。所以航天员在出舱（舱内采用一个大气压的压力制度）准备，穿低压航天服之前必须把体内多余的氮气排出，用氧气来代替它，其方法就是吸入纯氧。这一过程则简称为吸氧排氮。吸氧排氮还涉及到时间问题，如果航天服内的压力相对较大，或者说它与舱内压力水平接近，而且舱内的含氧量大，则吸氧排氮的时间就短，反之则长。

·气闸舱因素

    1993年12月，航天飞机STS-61上的舱门出现关闭障碍，影响航天员的太空漫步。

    1996年11月，航天飞机STS-80上气闸舱的舱门也出现问题，由于舱门闩启动器被一颗松动的螺钉卡住，气闸舱门不能打开，航天员出不了舱。 

·舱外航天服因素

    1982年11月，在航天飞机STS-5飞行中，一名航天员由于出舱航天服故障，太空行走被取消。

    1984年4月，航天飞机STS-41C上的航天员遇到“尿污染问题”。这次太空漫步的主要任务是维修卫星，但由于载人机动装置停靠位置不当，未能固定住需要维修的卫星，维修任务失败。[4] 

·机动装置因素

    国际空间站的第53次太空漫步由于出现设备问题提前结束。此次出舱活动是国际空间站第九长期考察团的第一次出舱，开始时间是格林尼治时间2004年6月24日21：56（北京时间6月25日凌晨5：56），结束时间是22：10（北京时间6月25日凌晨6：10），整个出舱过程仅耗时14分钟22秒。故障原因是航天员麦克·芬克的主氧气瓶泄压速度过快。这是时间最短的国际空间站太空漫步。

·人为因素

    1985年4月，航天飞机STS-51D上的一名航天员，在太空漫步中出现人为失误，他不小心走过航天飞机的机翼，差一点儿不能返回座舱。

经典记录

    人类历史上最著名的五次太空漫步：

美国宇航员布鲁斯首次无安全索太空漫步：

    1984年2月7日，美国“挑战者”号航天飞机宇航员麦坎德列斯和斯图尔特不系安全索离开航天飞机实现在太空漫步，成为人类探索太空奥秘的第一批“人体地球卫星”。美国宇航局测试 “载人机动装置”(Manned Maneuvering Uni)。通过载人机动装置，宇航员得以在空中自由地飞翔。虽然这种装置仅仅在三个太空飞船上使用过，但这一标志性照片是最著名的太空漫步照片之一。

美国首位太空漫步的宇航员--怀特：

    苏联人列昂诺夫完成历史性的太空漫步三个月后，即1965年6月3日，美国宇航员爱德华- 怀特也实现了太空漫步这一壮举。在怀特的太空漫步任务中，他还带有一个特别的太空手套。该手套漂浮于太空舱外，用于搜捞某些有趣的太空碎片。怀特认为他一生中最悲哀的时刻就是被命令返回太空舱的那一刻。怀特1930年11月14日生于美国德克萨斯州，1962年被选拔为美国宇航局第二批宇航员。1965年他参加了双子星座4号的飞行，完成了美国首次太空行走。此后，他被选为双子星座7号的替补指令长，但没有参加飞行。1967年，他被指定了阿波罗飞船首次飞行的宇航员。但在1967年1月27日的一次地面飞船封闭训练时，阿罗波飞船内部起火，怀特不幸牺牲，年仅36岁。

美国首位太空漫步的女宇航员莎丽文

    首位太空漫步的美国女性：女性宇航员凯瑟琳-莎丽文。1984年10月，凯瑟琳-莎丽文将音乐磁带和随身听带入了太空。当被起在太空飞行时听何音乐时，莎丽文回答：“经典音乐和打击乐。当你在太空舱中漂浮状态下准备入睡时，不要指望任何抒情歌曲能够有效果。”莎丽文还认为，太空电影《IMAX蓝色星球》中的音乐最能让她找回太空行走的感觉。

太空漫步维修“哈勃”望远镜

    “哈勃”维修任务中的太空漫步：美国宇航员斯托里-马斯格雷夫。也许，在所有太空漫步的宇航员中，斯托里-马斯格雷夫是最具个性的一位。为了能够圆满完成太空任务，他愿意头下脚上地像蝙蝠一样倒挂睡觉。他兴趣广泛，拥有六个学位，如医学、数学以及文学等。作为历史上最优秀的宇航员之一，马斯格雷夫于1993年完成了首次“哈勃”首次维修任务五次太空漫步中的三次。他将这种太空漫步形象地比喻为“太空芭蕾”。实际上，“哈勃”维修任务中的太空漫步最能体现太空动作的奇妙之处。300多种不同的维修工具和巨型器械，虽然都处于一种无重力状态，但仍然还有一些惯性。在最后一次飞行中，马斯格雷夫一直呆在飞行甲板上，竟然还站立起来并面朝前窗而不系任何安全带。在执行了6次太空飞行任务后，马斯格雷夫最终离开了美国宇航局。

中国首次太空漫步

    经历三年多的准备工作，肩负中国航天员首次出舱活动任务的神舟七号（神七）飞船，2008年9月25日晚9点10分由长征二号F遥七运载火箭点火发射，在酒泉卫星发射中心成功升空；27日下午4点40分，航天员翟志刚出舱漫游；晚上7点24分装置在神七飞船的伴飞卫星成功释放；28日傍晚5点37分，神七安全返回地面。