2025年3月,国际空间站上演了一场备受瞩目的“归家记”——两名因飞船故障滞留太空长达九个多月的美国宇航员终于返回地球。在返舱画面中,他们被工作人员搀扶着走出舱门,身上那套洁白的航天服格外引人注目。这身看似普通的“衣服”,实则是宇航员在浩瀚太空中赖以生存的核心装备。
太空环境极为恶劣,没有空气,温度在阳光直射面和阴影面之间相差高达两三百摄氏度,还有无形的宇宙辐射以及高速飞行的微小碎片。在这样的环境下进行出舱作业,航天服就是宇航员唯一的生命屏障。它不仅要为宇航员提供氧气、维持适宜的温度,还要抵御宇宙射线和微小陨石的威胁。可以说,它更像是一台能够穿在身上的微型飞行器。
各国宇航员频繁开展的“太空行走”,并非单纯的技术展示,而是为了给空间站安装设备、检查维护、修理故障。宇航员在舱外能够停留的时间,本质上取决于航天服的性能。早些年,宇航员出舱时必须用安全系绳拴住,这根看似普通的绳子,实则是名副其实的“生命线”。一旦脱开,人在真空环境中无法自主移动,救援几乎无从谈起。
美国国家航空航天局(NASA)的EMU舱外航天服诞生于上世纪八十年代,造价高得惊人。公开报道显示,单套造价高达数千万美元。尽管NASA宣称EMU的设计寿命为15年、可使用100次,但现实情况却远比预期复杂。如今,这批航天服已使用数十年,老化问题严重。目前,国际空间站上仅有4套可用的EMU航天服,其余的都在地面接受维护。
有人不禁会问,飞机大炮都能通过技术手段降低成本,为何航天服历经几十年依然如此昂贵?其实,降低成本的方法并非没有,那就是通过批量生产来摊薄单价。然而,现实情况却不允许这样做。能够独立研制舱外航天服的国家极少,真正有机会上天的宇航员数量也有限,如果开设流水线生产,反而会面临亏损。而且,航天服结构精密、用料特殊,即使造出来放置不用,仅保养维修就是一笔巨大的开支,这与降低成本的初衷背道而驰。
将目光转向中国,2008年神舟七号任务中,翟志刚身着第一代“飞天”舱外航天服,迈出了中国人太空行走的第一步。据新华社报道,我国第一代“飞天”舱外航天服一套造价高达3000万人民币。与美国动辄数千万美元的造价相比,差距可达十几倍乃至几十倍,但在性能上却毫不逊色,这正是中国航天一贯坚持的“性价比”路线的体现。
进入空间站时代,第二代“飞天”舱外航天服实现了全面升级。据中央电视台报道,第一代“飞天”舱外服最多只能支持航天员在舱外活动4个小时,且只能重复使用5次。而第二代“飞天”舱外服具备支持航天员8个小时舱外工作的能力,重复使用次数也提高到了15次。这表明中国航天服并非“只能用几次”或“用一次就扔”,其设计指标相当扎实。
更令人惊喜的是,这套航天服的实际表现远超设计指标。尹锐表示,现在的“飞天”舱外服性能指标已从原来的3年15次提升到了4年20次。其中,舱外服B共保障了8次载人飞行任务中的20次出舱活动,助力航天员刷新了单次出舱活动长达9小时的世界纪录,并率先实现了“4年20次”的延寿目标。
很多人误以为中国航天服又贵又“用完就扔”,这其实是一个流传甚广的误解。早年返回时丢弃航天服,主要是为了给返回舱减重,与航天服的质量无关。中国航天服能够实现延寿,背后是一整套科学评估体系的支撑。通过大量地面模拟和在轨数据,精确掌握材料和部件的衰变规律,在确保安全的前提下,最大程度地发挥其使用价值,而非靠运气硬撑。
中美航天服造价和使用次数存在巨大差距,核心原因在于自主可控。中国航天服从研发、生产到维护全部由本土机构完成,绕开了国际采购环节中层层叠加的高昂成本。近年来中国在材料学、微环境控制、气密性设计等领域取得了显著进步。中国没有追求单件航天服在材料和性能上的极致堆砌,而是以相对可控的成本,打造出够用、耐用、安全的产品,这是后发者最为务实的选择。
回顾过去半年,中国空间站经历了一段惊险的插曲。神舟二十号飞船疑似被空间微小碎片撞击舷窗,原乘组改乘其他飞船返回,工程随即启动了中国载人航天史上首次应急发射,将神舟二十二号飞船送入太空。5月29日20时11分,神舟二十二号飞船返回舱以罕见的直立姿态准确着陆在东风着陆场预定区域,神舟二十一号乘组三名航天员张陆、武飞、张洪章结束太空出差,顺利回家。这一“被碎片撞击、被迫调整返回方案”的剧情,与美国那两位被困宇航员的遭遇形成了鲜明对比,而中国在应对过程中显得格外从容。
此次神舟二十一号乘组在轨近7个月,不仅从太空家园带回了珍贵的实验样品,积累了面对计划外状况的应变经验,还创造了我国航天员单个乘组在轨驻留的最长时间纪录。2025年7月15日,天舟九号货运飞船向中国空间站送上了新一批补给,其中包括两套新舱外航天服D和E。从最初的A、B、C三套,到如今D、E的加入,中国航天服采用模块化设计,强化了在轨贮存能力,通过“一服多人穿、轮换使用”的方式,进一步降低了单次任务的边际成本。




