銀河系扛把子勇度為啥也要穿航天服？

出品：科普

製作：大阪大學·張昊

監製：科學院計算機網路中心

時下熱映的漫威電影《銀河護衛隊2》不僅捧紅了浣熊火箭和小樹人格魯特，也讓觀眾對迷途知返的大反派勇度陡生敬意。在這部電影中，勇度作為飄忽於宇宙中的流氓犯罪團伙老大，經歷了屬下的反叛，絕境中的逆襲，最終棄暗投明，更在片子末尾把唯一的一套航天服讓給了男主角星爵，自己則在星爵的懷抱中永遠閉上了雙眼。

連身手高強的銀河系扛把子勇度都無法長時間在脫離了星球表面的外太空中生存，可見航天服對於人類的太空探索事業是多麼的不可或缺了。

圖1. 銀河系扛把子勇度，一支穿雲箭，千軍萬馬提頭來見（來源網路）

作為一種移動性的太空生命保障系統，太空防護服可以為航天員在出倉活動時提供適宜的生存環境。缺少了航天服，人類的一系列太空活動將只能被局限于飛船艙內，這會在事實上斷送航天活動的可能性。

如果常聽新聞的話，對「某國航天員進行了太空行走，為國際空間站更換了某某零件」這樣的報道應該會有所印象。

國際空間站以每秒7.7公里左右的速度圍繞地球高速運轉，在服役期間內難免有老化零部件更換，新功能組件追加一類的任務。因此航天員脫離相對安全的艙內環境，進入危機四伏的太空很多時候實屬無奈之舉。太空行走對任何有志於探索太空的國家來說，都是技術含量極高，風險極大的任務。

作為航天員在艙外時的隨身移動飛船，航天服的科技含量到底體現在哪兒呢？

首先，太空環境之惡劣遠非常人能夠想象，真正有決心有勇氣的大國才可能派出航天員到艙外執行任務。

環繞在宇宙飛船周圍的，不僅是向陽和背陽時溫差高達將近300度的真空，更有大量未經大氣層阻擋的高能宇宙射線和速度高達每秒數公里的太空垃圾。如果不幸暴露在太空環境中，不僅會立即進入缺氧窒息狀態，肺內存在的大量空氣更可能向外爆發撐破肺部，溢出的氣體會因此大量進入循環系統並導致急性血栓。

同時，強烈的宇宙射線會對皮膚乃至身體造成嚴重的燒傷和輻射傷，即便僥倖生還也可能會罹患各種輻射引發的嚴重疾病。萬一不走運，一顆飄在太空中的小螺釘就能讓人瞬間天靈碎裂——要知道這些太空垃圾的速度可以達到子彈的十倍之多。可以說，人類在這樣的環境中，生存時間是以分鐘甚至秒來計算的。

（圖片來源網路）

其次，航天服集材料、電子、機械等多門學科的前沿成果於一身，成為工業強國乃是製造航天服的前提。即便僅僅從材料的角度講，通常的航天服面料包含六個以上不同功能的組成層。例如，提供被動保暖功能的隔熱層，提供抗撕裂能力的防撕層，提供抗輻射能力的高能粒子屏蔽層，提供防撞擊能力的高強保護層，能夠承受巨大氣壓差的氣密層，以及控制航天員體表溫度的溫度調控層等等。

從系統集成的角度而言，航天員的氧氣供給，實時通訊，防護固定乃至廢氣和汗液的回收凈化全部需要集成到一套防護服中，這樣的多系統整合強烈的考驗著製造國的整體科技實力。此外，正如上段所說，即便是瞬間的暴露就能對航天員的生命安全造成嚴重損傷，航天服系統對可靠性的要求極高。航天員的選拔和培養成本難以用金錢衡量，這些天賦異稟的精英可以說是真正的國之重器，不能讓任何的偶然因素傷害航天員的安全和健康。

圖2. 國際空間站（來源網路）

《銀河護衛隊2》中的外星航天服，好比身體的皮膚一般輕盈，巴掌大的一個圓盤，只要用力一貼就能自動附著在身上形成薄膜，從而保證各位超級英雄在外太空中也能生龍活虎。

現實中的航天服則完全是另外的一副模樣，有點類似於《超能陸戰隊》中的「暖男「大白，同樣是通體灰白的滾圓形態。

圖3. 航天服面料材質及各層功能（來源：JAXA）

圖4. 《銀河護衛隊2》中的科幻航天服，巴掌大的圓盤就能在體表形成保護層（來源網路）

以神舟飛船系列發射任務中的航天服為例，總重量達到120公斤，隨身攜帶的太空背包高達1.3米。雖然看起來異常笨重，在太空中用起來卻是相當靈活，由於身體相應的關節處都布置了氣密軸承，航天員四肢活動範圍很大，可以說是並未受到航天服的限制。手套將為每位航天員特別定製，以保證足夠的穿用舒適度和功能性。手套材質方面，兼顧安全性和輕便性，允許航天員輕鬆握持直徑25毫米的物體。

由於航天服在系統複雜性上遠超一般的機械設備，航天員們要經過複雜而繁瑣的程序才能完成穿著。一般而言，航天服在隨飛船發射升空時是被分解后打包固定在倉壁上的。航天員在穿用之前，需要打開包裝，組合各系統，全面調試反覆確認之後才算是完成了穿著過程。

例如，神七任務執行出艙前，翟志剛和劉伯明兩位航天員僅僅是完成這一穿著過程就耗費了十餘個小時，可想而知在地面上這樣的訓練要重複多少次，花上多少個小時的時間了。翟志剛緩緩打開艙門，進入太空，面向全世界揮舞國旗的畫面，至今令國人熱血沸騰。了解了航天服背後的故事，便可知在這短短的數分鐘之後，是數以萬計的航天工作者的智力支持以及航天員梯隊全體成員的艱苦訓練。

圖5. 首次太空行走，國產「飛天」航天服（來源網路）

《銀河護衛隊2》的尾聲處，勇度的屍體被焚化艙中的烈焰吞噬，骨灰隨著緩緩開啟的艙門飄向太空深處。從四面八方前來參加葬禮的飛船煙花齊放，向這位在生命最後時刻做出義舉的大反派致敬。在漫天的星辰和焰火中，勇度的骨灰閃爍著金色的光芒，這一高度催淚的情節也將整部電影推向了高潮。

在《銀河護衛隊》的世界里，縱使星際旅行已是家常便飯，諸位英雄好漢也還是不能缺少航天服的護佑，可謂是「武功再高也怕菜刀，外星大佬行頭難少」。我等區區草民，又怎能不認真了解航天服背後的故事，對胸懷人類夢想的太空勇士和科學工作者們心存敬意呢？

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