首套空间站舱外服退役返地“解码”太空磨损,为长寿命舱外服与登月服研制蓄力

我国航天装备再添新进展。随着神舟二十号飞船返回地球,中国空间站第二代舱外服B成为我国首套退役的空间站舱外服。这套在轨工作超过四年、保障航天员完成20次出舱任务的装备,不仅刷新了我国舱外服在轨使用纪录,也为后续登月服研发提供了关键经验与数据支撑。 舱外服是航天员开展舱外活动的生命保障装备,性能直接关系任务安全与成败。我国第二代飞天舱外服自2008年神舟七号任务首次应用以来,持续迭代升级。相比第一代产品单次出舱仅能支持4小时、设计寿命不低于5次,第二代舱外服综合性能实现明显提升。其采用6层结构,最外层保护层由多种纤维复合编织,耐磨能力明显增强;上下肢关节处采用冗余充足的气密轴承设计,在保证关节灵活性的同时,大幅延长了使用寿命。 第二代舱外服最初指标为在空间站内贮存3年、出舱使用不少于15次。随着航天员穿戴频次增加,舱外服B的实际表现超出预期。科研团队开展了大量地面产品级验证试验,实现对舱外服在轨健康状态的动态评估,并据此决定支持舱外服B延寿使用。2025年8月,航天员陈冬穿戴舱外服B完成个人第六次出舱任务,创造我国航天纪录。至此,舱外服B累计保障20次出舱任务,完成“4年20次”的在轨延寿目标。 舱外服能够实现延寿,与模块化设计理念的应用密切有关。依据“木桶效应”,系统整体能力往往受最薄弱环节限制。研发团队在设计阶段就充分考虑在轨维护需求,使手套、内部通信装置电子模块以及部分冷却通风部件等易损关键部件可在轨更换,避免出现“部件到寿、整套报废”。此思路也为后续舱外服升级提供了重要参考。 随着技术积累,我国舱外服研发不断取得进展。2025年7月,舱外服D、舱外服E由天舟九号货运飞船送至空间站。这两套新型舱外服在材料耐久性、关节灵活性等指标上继续优化,在轨工作寿命正式提升至“4年20次”,标志着我国舱外服技术迈上新台阶。 退役舱外服B的科研价值同样重要。经历长期太空环境考验后,该装备将开展系统拆解检查与实验分析。通过研究材料性能在太空环境中的变化规律,尤其是材料疲劳、密封性等关键指标的演变过程,科研团队将获取更扎实的技术数据与工程经验。这些成果将服务于更长寿命舱外服研制,也将为登月服研发提供支撑。 从国际发展趋势看,新一代舱外服与登月服在关键技术和总体设计上具有较强通用性,两者都需兼顾近地轨道任务与月面探索需求。这也对装备提出更高要求,包括更强的耐久性、更灵活的关节活动、更便捷的维护方式和更完善的生命保障能力。 月面环境的严苛性对登月服提出了新的挑战。月面气体密度仅为现役空间站运行轨道的百万分之一,处于极高真空环境。月尘微粒广泛分布于月球表面,95%以上小于2微米,玻璃质含量往往超过80%,易附着在登月服表面,甚至可能进入航天员体内,带来健康风险,因此对登月服的密封性能提出更高要求。 温度环境的极端变化也是登月服必须应对的难题。月面向阳面温度可达127摄氏度,背阴面低至零下157摄氏度。由于月球缺乏大气层对阳光的折射与散射,向阳面反光强烈,登月服温控系统面临更大压力。此外,近地轨道的部分宇宙高能辐射可被地球磁场屏蔽,而月面缺乏这一天然防护,对登月服的防辐射能力提出新的要求。

从神舟七号的首次出舱到空间站的常态化驻留——我国航天服技术的演进——是航天工程能力持续提升的体现;随着载人登月工程进行,这件退役舱外服承载的不仅是数据与经验,也见证了我国航天人持续攻关、不断突破的探索历程。其所体现的系统工程思维与自主创新路径,将在我国深空探索进程中继续发挥支撑作用。