“飛天戰袍”大揭秘 解碼我國自主研製的新一代艙外航太服
航太員聶海勝、劉伯明太空互拍。本版圖片由中國載人航太工程辦公室供圖
航太員劉伯明身著新一代“飛天”艙外服出艙。
8月20日，隨著神舟十二號航太員乘組最後一次出艙任務的完成，又一組“太空大片”刷屏了。
這其中，最受矚目的莫過於兩名航太員的“太空互拍”：聶海勝站在核心艙機械臂上，面向鏡頭揮手致意，身後是蔚藍的地球家園，兩者幾乎融為一體；劉伯明則幾乎是“挂”在空間站上，雙腿前伸。兩人身著我國自主研製的新一代“飛天”艙外航太服，在太空中格外醒目。
這些比黃金還貴重的艙外航太服，被稱為航太員的“飛天戰袍”。其最大作用就是保障航太員生命安全，同時便於太空工作。早期的航太服只能在飛船內使用，防止艙內失壓造成航太員缺氧窒息，後期研製的艙外航太服，可供航太員岀艙活動，也稱為擬人“飛船”。
13年前，神舟七號任務中，航太員翟志剛首次進行出艙行走，將五星紅旗展示在太空。當時，他在太空穿的服裝就是艙外航太服。
中國航太員科研訓練中心航太服工程研究室主任、載人航太工程航太員系統副總設計師張萬欣告訴記者，相比實現我國航太員首次太空出艙的神舟七號任務，空間站任務中的航太員要進行更長時間的艙外操作，對艙外航太服的性能提出的要求更高。關鍵時刻，它們就是航太員的保命“鎧甲”。
裝配一套航太服最快需近4個月
在中國航太員中心研發與總裝測試部服裝車間，有一群手法老練的“製衣匠”，就是他們打造了屬於中國的“飛天戰袍”。縫紉組組長楊金興說，艙外航太服是航太員生命安全的保障，生命安全無小事，體現在工藝上就是複雜且精密。
據他介紹，艙外航太服的軟結構，包括上肢、下肢和手套，從裏到外是舒適層、備氣密層、主氣密層、限制層和熱防護層等，既能抵抗太空風險，又能穿著舒適、行動靈活，重而不笨。
“艙外航太服重達120公斤，但穿脫非常方便，經過專業訓練，5分鐘內就可以完成穿脫。”張萬欣說，航太員準備就緒後，只要從服裝背後的背包門進去，關好並鎖緊背包門就表示穿著完畢。
戰袍縫紉，一針一線均維繫航太員生命安全，慢工才能出細活。
楊金興透露，僅做一副艙內航太服的上肢限制層，就需要130多個小時，做一副艙外航太服的下肢限制層，需要260多個小時，而裝配一套艙外航太服，需要近4個月，而這已經是他們的最快速度了。
以打結為例，因為結點是多條線的交錯處，特別硬，就要用簪子扎孔、穿針，再用鑷子把針拽出，光打結就有3道工序，一套艙內航太服上肢，有76處孔需要打結，僅這個活就得幹上兩三天。
必須用手工嗎？能不能用設備替代呢？
車間主任李楊告訴記者：“從目前的技術能力看，還真不行。畢竟，沒有任何一個機械比手更靈活。”
國外也是如此，無論是美國還是俄羅斯，製造航太服都離不開手工作業，就連充滿黑科技元素的SpaceX公司，其航太服也一樣。
在太空，航太員穿著航太服後活動的操作，主要靠上肢實現。所以製作時既要考慮活動的靈活性，還得考慮充壓後的承力性。
縫紉車間的王其芳工齡最長——21年。她的針線活走針緊密、順直，用楊金興的話說：“她做的航太服上肢是最好的！”
與王其芳同樣手巧的，還有做手套的師傅郭濃。他兩個月要交付6副艙外手套，幾乎每天都在埋頭苦縫。
就算是手縫，同樣要求精準，尺寸公差也不超過1毫米。郭濃說，更重要的是，由於航太服的特殊性，不能反覆拆縫，走針的時候務必小心，力爭一次到位。
正因如此，郭濃和同事在縫製的時候，必須做到“手到哪兒眼到哪兒”，時間久了，練就出一雙雙火眼金睛。
“我們這裡的工匠，個個視力都是2.0。”李楊開玩笑說。
張萬欣說，經過不斷優化，我國“飛天”艙外航太服目前在軌操作的可達域、精細度、靈活性等方面都有所提高，比如手套的靈活度，可以達到“最小抓握直徑5毫米”的程度。
手一抖可能導致整個材料報廢
航太員在艙外活動時會產生熱量，需要穿上給身體降溫的液冷服。
液冷服由彈性材料製成，全身上下都是細密的小孔，供42根液冷管路線均勻穿過，每兩孔間穿1釐米的線，全身上下鋪設100米左右，就要穿兩萬個孔，尤其是頭部的蛇形分佈線路，要穿出個太極圖。
“沒有極大的耐心，是無法完成這麼細緻的活兒的。”負責粘膠的李琴萍告訴記者，艙內航太服氣密層是橡膠材質，靠粘膠拼接而成。
在真空中，有這樣一個現象：人體血液中的氮氣，會變成氣體，造成減壓病。因此，研製人員必須給航太服加壓充氣，否則就會因體內外的壓差懸殊，而造成生命危險。
這對航太服的氣密性要求極為嚴苛。
李琴萍先要用驗光機，仔細比對氣密層的橡膠材料，看是否有瑕疵，再清洗、晾幹，然後用砂紙，小心打磨粘膠部分。
最難的是用剪刀把橡膠材料剪成一個個服裝裁片，稍微不小心，剪出一丟丟豁口或毛刺，一刷膠就會造成大片斷裂。
“眼睛看著剪刀尖往前走，刀刃卡線上中間的位置。”這是李琴萍總結出的經驗。
車間的林波師傅，負責艙外航太服氣密層的刷膠，更是“壓力山大”。刷膠也不是簡單地刷，要觀察溫濕度、刷膠時間、薄厚度要適量均勻。
“刷完晾，晾完刷，要反覆刷上幾遍。”林波說。刷膠時，他生怕手抖，手一抖造成的失誤，不僅會導致整個材料報廢，還會延誤工期。
粘膠組組長莫讓江說，艙外航太服氣密層的材料表面非常光滑，粘膠前必須涂上一層表面處理劑，稍微處理不當，表面就有可能造成損傷。有時，肉眼看不見這些特別小的損傷，到後期加工完再充壓測試，就為時已晚。
張萬欣說，經過進一步研製，如今的“飛天”艙外航太服，在功能上已相當於一個微型的載人航太器，在使用壽命上，自主工作時間可達8個小時。
一粒浮塵都有可能釀成大禍
艙外航太服有個金屬結構的“硬軀幹”，外形像一個鎧甲，背後挂有保障生命的通風供氧裝置。李楊說，這套結構光單機產品有100來個，由30多個外協單位分別生產，最後從五湖四海聚集到艙外航太服系統整合總裝車間裝配。
這更是考驗研製人員的技術和耐心。
金屬“硬軀幹”上，有1000多個米粒大的小孔，以及配套各種不同規格的螺絲。組長岳躍慶帶著組員，用鑷子夾著酒精棉，一點點仔細擦拭，再用放大鏡檢查是否徹底擦洗乾淨。
“整個過程暗藏凶險，一粒浮塵都有可能釀成大禍。”岳躍慶說。
碰到毛刺，岳躍慶就變身“整形醫生”，要給金屬表面做“磨皮”手術。手術刀、止血鉗、手術剪，應有盡有。
多年來，岳躍慶練就了“好手功”。他說，哪怕是0.1毫米的細微毛刺，都能摸出來。
艙外航太服的背包門，被稱為航太員的“生命之門”。
在太空環境下，背包門如果密封不嚴，將直接威脅航太員的生命。
岳躍慶說，背包門的插銷座和插銷門各有4組，插銷座和插銷門合上時，要天衣無縫。
為此，他們用卡尺一點點地量，精度精確到幾十微米。最終，他們用極精準的工藝手段，讓開背包門省力一半多。此外，他們還憑著毅力和巧勁，硬是把口徑只有幾毫米的不銹鋼小孔，打磨得跟鏡面一樣光滑。
“幹就要幹到極致。”岳躍慶說，“艙外航太服裏有氣液、通風管路和電纜，在保證性能的前提下，還要注意各條線路安裝美觀、整齊，膠痕清理乾淨，標識可視角度便利。”
看到航太員安全出艙一切都值了
王其芳每次回老家，說起自己的工作——給航太員做服裝，大家都很羨慕她。
“我就是一個高中畢業生，卻能通過我的技術，跟這些碩士、博士一起幹著載人航太的大事，我覺得自己很了不起。”王其芳說。
李琴萍告訴記者，“這麼多年了，每天小心翼翼地呵護這些‘飛天戰袍’，照顧它，跟照顧嬰兒一樣。”
岳躍慶也是一樣，這麼多年，一個個用於“飛天戰袍”的產品就跟他的孩子一樣，每個結構每個螺絲釘他都很熟悉。
每當志願者身著艙外航太服參加水下試驗時，都好奇岳躍慶操作怎麼這麼靈活，他便開玩笑道，“我對服裝太熟悉了，我想讓它怎麼動就怎麼動。”
張萬欣說，每套航太服研製出來之後，都要做很多實驗，凡是有可能穿這套服裝的人，都要來試穿。上肢是根據人的關節來設置的，一共有三個軸承，以其中的肘關節為例，要求其彎曲時達到至少60度的活動範圍。
這群“製衣匠”，學歷雖然不高，卻有著最樸素的心願。他們把手頭的作品視作自己的孩子，用最大的努力守護航太員的生命安全。
“每天晚上至少加班到9點半，週六保證不休息，週日不保證休息。”這是中國航太員中心研發與總裝測試部副部長鄧小偉定下的規矩。
其結果是，整個研製生產效率大幅提高近3倍。在他看來，祖國利益高於一切，航太員生命重於一切。對他們這些“飛天戰袍”的“製衣匠”來說，生產只要線上，保障必須線上。
8月20日14時33分，聶海勝、劉伯明順利完成此次出艙全部既定任務，安全返回空間站天和核心艙，比原計劃提前了約1小時。
航太員返回節點艙前，地面指揮再次喊話：“請神舟十二號分別位於環形扶手內側和環形扶手外側，面向全景錄影機D，地面將為你們合影留念。”湯洪波也在艙內對著鏡頭敬禮。
隨後，劉伯明“詩興大發”，分享了自己的出艙感言：“漫步太空人不老，中國航太接力跑。”
通過電視直播，王其芳看到這一幕。聶海勝、劉伯明太空漫步所著的戰袍，正是他們一針一線縫製出來的。那一刻，她覺得一切都是值得的。
中青報·中青網記者 邱晨輝 來源：中國青年報
