中国航天员出舱活动,为什么不使用喷气背包?
7月4日 , 在天合核心舱上的中国航天员进行了第一次出舱活动 。 航天员刘伯明、汤洪波成功出舱 , 而聂海胜则在舱内进行操作 。 在出舱活动时 , 之前曾被广泛报道的机械臂大显神威 , 航天员将自己固着在机械臂平台上 , 由机械臂承载着进行舱外活动 。
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机械臂承载航天员进行舱外活动
或许有人会想 , 在茫茫太空中 , 使用喷气背包技术 , 不是非常适合吗?太空中没有空气阻力 , 通过背包上的喷嘴喷出气体 , 可以在太空中自由运动 , 岂不快哉?喜欢科幻电影的朋友可能会记得 , 在2013年的好莱坞科幻电影《地心引力》中 , 就展示了这样的技术 。
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电影《地心引力》
喷气背包技术 , 从原理上来说没什么复杂 。 现在有些人将喷气背包飞行视为一种体育运动 , 也有人想把喷气背包技术应用到军事 。 既然技术层面上没有什么障碍 , 为什么喷气背包技术不能应用到太空中呢?
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喷气背包飞行
其实 , 喷气背包技术 , 早就在航天飞行中应用过了 。 那还是上世纪八十年代 , 美国航天飞机刚开始飞行的时候 , NASA就研发了“人操机动单元”(MannedManeuveringUnit , 简称MMU) 。 1984年7月在美国举办的洛杉矶奥运会上 , 美国就向世人展示了MMU喷气背包的飞行 。
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奥运会上的MMU
美国之所以在1984年的奥运会是高调向世人展示MMU喷气背包技术 , 是因为在1984年2月7日 , 美国宇航员BruceMcCandless和另一位宇航员RobertStewart , 第一次使用MMU进行了太空行走 。
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使用MMU进行太空行走的BruceMcCandless
在这之前 , 宇航员进行太空行走 , 都需要跟母船连上一根绳子 。 使用MMU , 相当于从有线电话时代进步到无线电话 , 自由度大大提升 。 事后BruceMcCandless对人说 , 使用MMU在太空中自由行走和漂浮 , 感觉实在是太好了 。 四周是无尽的太空 , 下方是蓝色的地球 , 这是一种在太空中完完全全的自由 。
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太空中的RobertStewart
MMU喷气背包上有24个小喷嘴 , 通过喷出氮气来控制宇航员在太空中的飞行方向 。 MMU总质量为148千克 , 其中包括两个5.9千克重的氮气罐子 , 足以支撑宇航员在舱外活动6小时之久 。 MMU通常的运动速度高达25m/s , 可以说行动相当迅速 。
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MMU
在MMU的手臂上有手柄 , 宇航员通过手柄控制飞行 , 包括朝向上、下、左、右、前、后六个自由度运动 , 以及俯仰、翻滚等旋转操作 。 宇航员能将定位精度控制到13厘米范围内 , 可以说是相当的精准 。 当宇航员要进行操作维修等工作时 , 还可以选择姿态保持模式 , MMU就会保持当前的位置和状态 , 从而让宇航员腾出双手进行工作 。
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MMU各部分说明
由此可见 , MMU的整体设计是相当的精巧 。 因此 , MMU在第一次太空行走实验成功完成之后 , 随即被派上用场 。 分别在1984年4月和1984年11月 , NASA宇航员在MMU的帮助下 , 将卫星拖入航天飞机进行修理 。 在太空中 , 宇航员将硕大的卫星拖入航天飞机货舱 , 想想都觉得很酷!
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