宇航员在太空行走,为什么要背一个背包?

2020-10-28 科技 136阅读

在出舱活动中航天员的背上总要背一个大背包,那么这个神秘的背包到底有什么作用呢?

5月29日进行出舱活动的俄罗斯航天员
         

由于太空为微重力环境,航天员进行太空行走时会处于漂浮状态,如果想在太空移动身体,只能用手握住一个一个扶手向前移动,或者使用特制的身体移动工具,这种移动工具的正式名称是“太空机动装置”。

这是一种使用喷嘴喷出高压气体的推动装置,可以推动航天员的身体朝一定方向移动。而俄罗斯航天员太空行走所使用的身后的太空机动装置就“藏”在“背包”里。

为了保证航天员在太空行走中能很好地移动身体,完成各种操作和任务,美国和苏联曾先后研制出多种型号的机动装置。

1965年6月3日,美国发射双子星座4号飞船。在长达四天的飞行任务期间,航天员爱德华·怀特进行了长达21分钟的太空自由漫步,这是美国人的第一次太空行走。

帮助航天员怀特实现太空行走的是自足式手提机动喷射器。这个装置主要由两个氧气储罐和一个压力调节器组成,重3.4千克,其中高压氧气推进剂重约0.13千克。它每秒能产生约181牛的推力,速度为1.82米/秒,相当于普通人慢跑的速度。该装置有3个喷管,2个喷管对着后方,1个喷管对着前方。开动对着后方的2个喷管,即可推着航天员向前移动,开动对着前方的1个喷管,即可停止移动。

自足式手提机动喷射器虽然成功帮助航天员怀特实现了太空行走,但这种装置并不好控制。造成这种情况的原因是,自足式手提机动喷射器必须紧靠航天员身体的质心,才能准确控制移动方向。但由于航天员身穿航天服,头上又戴头盔,很难确定身体质心的位置,因此航天员一般只能凭经验行事。一旦遇到维修卫星这种要求精确定位的作业,航天员就可能由于定位不精确而无法完成维修任务。因而,这种机动装置并没有得到广泛应用和普及。自足式手提机动喷射器是手提式机动喷射器的一种,除此以外还有背包式、脐带式和美国空军研制的航天员机动装置几种类型。但这几种装置由于种种原因,并没有在实际任务中应用。

         

贡献卓著的机动“背包”。

背上背包去旅行,是不是很多小伙伴们比较向往的事情呢?为了帮助航天员出舱行走,科研工作者曾为航天员设计了一款“背包”,这款背包的名称是M509机动装置。

M509机动装置重115.66千克,长105.41厘米、宽68.58厘米,厚38.83厘米。这个背包内装有高压氮气瓶,在背包周围装有14个喷嘴,分别指向上下、前后、左右,通过控制器打开喷嘴后,航天员不仅可以进行上下、前后、左右移动,而且还能进行滚翻和旋转运动。这种装置的最大优点是能准确进行身体定位,能让航天员身体保持任何姿势。

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