5月29日，國際空間站的俄羅斯航天員科諾年科(Oleg Kononenko)與(yu) 奧夫奇寧(Alexey Ovchinin)出艙幹了些“雜活”後，還成功回收了一條在國際空間站外麵漂浮了10年的毛巾。據了解，該毛巾是用來擦拭航天員出艙作業(ye) 時航天服上累積的髒汙，大約10年前不小心被遺留在外太空。兩(liang) 名航天員將毛巾放入專(zhuan) 門的盒子，之後將帶回地球，交給專(zhuan) 家研究。

出艙活動的俄羅斯航天員（圖片來自NASA）

在讀到這則新聞的時候，小編卻被航天員背上背的“背包”所吸引，在出艙活動中，這個(ge) 神秘的背包到底起什麽(me) 作用呢？

由於(yu) 太空為(wei) 微重力環境，航天員進行太空行走時會(hui) 處於(yu) 漂浮狀態，如果想在太空移動身體(ti) ，隻能用手握住一個(ge) 一個(ge) 扶手向前移動，或者使用特製的身體(ti) 移動工具，這種移動工具的正式名稱是“太空機動裝置“。這是一種使用噴嘴噴出高壓氣體(ti) 的推動裝置，可以推動航天員的身體(ti) 朝一定方向移動。而俄羅斯航天員太空行走所使用的身後的太空機動裝置就“藏”在“背包”裏。

為(wei) 了保證航天員在太空行走中能很好地移動身體(ti) ，完成各種操作和任務，美國和蘇聯曾先後研製出多種型號的機動裝置。本篇，讓我們(men) 來看看其中有代表性的幾種。

不好控製的早期機動裝置

1965年6月3日，美國發射雙子星座4號飛船。在長達四天的飛行任務期間，航天員愛德華·懷特進行了長達21分鍾的太空自由漫步，這是美國人的第一次太空行走。

正在太空自由漫步的航天員懷特

幫助航天員懷特實現太空行走的是自足式手提機動噴射器。這個(ge) 裝置主要由兩(liang) 個(ge) 氧氣儲(chu) 罐和一個(ge) 壓力調節器組成，重3.4千克，其中高壓氧氣推進劑重約0.13千克。它每秒能產(chan) 生約181牛的推力，速度為(wei) 1.82米/秒，相當於(yu) 普通人慢跑的速度。該裝置有3個(ge) 噴管，2個(ge) 噴管對著後方，1個(ge) 噴管對著前方。開動對著後方的2個(ge) 噴管，即可推著航天員向前移動，開動對著前方的1個(ge) 噴管，即可停止移動。

使用自足式手提機動噴射器的航天員

自足式手提機動噴射器雖然成功幫助航天員懷特實現了太空行走，但這種裝置並不好控製。造成這種情況的原因是，自足式手提機動噴射器必須緊靠航天員身體(ti) 的質心，才能準確控製移動方向。但由於(yu) 航天員身穿航天服，頭上又戴頭盔，很難確定身體(ti) 質心的位置，因此航天員一般隻能憑經驗行事。一旦遇到維修衛星這種要求精確定位的作業(ye) ，航天員就可能由於(yu) 定位不精確而無法完成維修任務。因而，這種機動裝置並沒有得到廣泛應用和普及。

自足式手提機動噴射器是手提式機動噴射器的一種，除此以外還有背包式、臍帶式和美國空軍(jun) 研製的航天員機動裝置幾種類型。但這幾種裝置由於(yu) 種種原因，並沒有在實際任務中應用。

貢獻卓著的機動“背包”

背上背包去旅行，是不是很多小夥(huo) 伴們(men) 比較向往的事情呢？為(wei) 了幫助航天員出艙行走，科研工作者曾為(wei) 航天員設計了一款“背包”，這款背包的名稱是M509機動裝置。

M509機動裝置重115.66千克，長105.41厘米、寬68.58厘米，厚38.83厘米。這個(ge) 背包內(nei) 裝有高壓氮氣瓶，在背包周圍裝有14個(ge) 噴嘴，分別指向上下、前後、左右，通過控製器打開噴嘴後，航天員不僅(jin) 可以進行上下、前後、左右移動，而且還能進行滾翻和旋轉運動。這種裝置的最大優(you) 點是能準確進行身體(ti) 定位，能讓航天員身體(ti) 保持任何姿勢。

身背M509的航天員

M509機動裝置曾在美國的天空實驗室中進行過試驗，但這種裝置並沒有得到實際應用。盡管如此，M509試驗時獲得的很多數據，都成為(wei) 重要的資料，被應用到了後來的研究中。

航天員正在測試M509機動裝置

比如，後麵將講到的噴氣鞋的氮氣壓力儲(chu) 罐和電池都是經過M509試驗得到的。後來，在航天飛機上多次使用的載人機動單元也是在M509試驗研製基礎上得來的。

具有科幻色彩的噴氣鞋

噴氣鞋，名字聽起來就很酷！想象一下，穿上這種鞋就能像阿童木一樣自由飛行，是不是感覺很爽呢？

輔助太空行走的噴氣鞋又稱為(wei) 腳控機動器，它的外形像一輛自行車，包含車座、背包和控製器。背包內(nei) 裝有高壓氮氣，每隻鞋上裝有4個(ge) 噴射器，用腳控製噴射器噴出氣體(ti) ，航天員就可以實現太空行走了。

穿著噴氣鞋的航天員

噴氣鞋的優(you) 點是可以解放航天員的雙手，但它也存在著明顯的缺點。一方麵，穿著全套壓力服的航天員不容易看到鞋子，不方便操作，存在著一定的安全隱患。另一方麵，穿上這種裝置，航天員的行動方向並不自如，所以，這套裝置並沒有在實際中應用。

早期設計的噴氣鞋組成單元

能自由行走的載人機動裝置

本文開頭提到的國際空間站航天員身後的“背包”被稱為(wei) 便攜式環控生保係統，而航天員所使用的載人機動裝置則是便攜式環控生保係統背包上的一個(ge) 模塊。這種背包的外形有點像汽座椅的靠背，它高127厘米、寬83厘米、厚69厘米，重150千克。這種設計具有諸多優(you) 點，美國航天飛機也采用了這一設計。

背上“靠背”自由行

速度夠快

載人機動裝置以氮氣為(wei) 推進劑，推進器的噴口裝在“靠背”的兩(liang) 個(ge) 側(ce) 柱上。上下、左右、前後，每個(ge) 方向上都有4個(ge) 噴口。每個(ge) 推進器可以產(chan) 生的推力為(wei) 7.6牛。裝滿氮氣的靠背重150千克，加上航天員及生命保障係統，總重可達295～335千克。如果按335千克計算，同方向上的4個(ge) 推進器一起工作，可以使航天員獲得75千米/小時的速度。這樣的速度與(yu) 高速行駛的摩托車不相上下。

載人機動裝置可以幫助航天員到離軌道飛行器數百米遠的地方去冒險

定位精準

載人機動裝置的控製有手控和自控兩(liang) 種方式。隻要一按控製鈕，航天員可以向任何方向轉動和前進，同時還可以精確定位身體(ti) 。一旦身體(ti) 定位好以後，航天員啟動自動姿態保持功能，即可保證航天員在太空操作過程中身體(ti) 不移位。

法國航天員裴林正在國際空間站上進行維修工作

足夠安全

為(wei) 了最大程度的保證航天員的安全，載人機動裝置中推進係統的管路都是雙重的，以便在發生故障時航天員能自救和返回航天飛機。

1984年4月10日，美國挑戰者號航天飛機上的兩(liang) 名航天員首次太空回收修理衛星成功。在這個(ge) 過程中，載人機動裝置幫助航天員在太空中行動自如，並且進行了許多精密操作。

身穿載人機動裝置的航天員正在修複衛星

不過，不知道這種機動裝置能不能應用到生活中呢？想想大家每天上班不用擠公交、地跌，每人一個(ge) 機動裝置，背起來就出發了，是不是很酷呢？不過如果有，造價(jia) 肯定也不菲，美國航天飛機航天員使用的機動裝置造價(jia) 就高達750萬(wan) 美元。

2008年9月27日，在神舟七號任務中，航天員翟誌剛進行了我國首次太空行走。未來，隨著我國空間站計劃的展開，太空行走任務肯定必不可少。讓我們(men) 期待我國的航天員穿上我們(men) 自己研製的太空行走機動裝置，在太空自由行吧！

正在進行太空行走的我國航天員翟誌剛

參考文獻/《太空出艙》、《太空行走——航天員出艙活動揭秘》

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