時隔13年，繼神舟七號飛行乘組完成出艙任務後，7月4日，中國人再次漫步太空。在這次出艙活動中，太空人劉伯明、湯洪波身穿的是中國自主研製的新一代「飛天」艙外航天服，它們身上的一個設計，竟然和小龍蝦有關。
艙外航天服的設計，竟然關小龍蝦事。
太空的高真空、高潔淨、強輻射等自然條件對人體來說是一個致命的環境，人一旦暴露在太空中，就將面臨失壓、缺氧、低溫和輻射損傷四大危險，所以，人要離開航天器進入開放的太空，必須使用複雜的出艙活動系統硬件和軟件來克服空間環境的影響。
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艙外航天服的設計，竟然關小龍蝦事。
圖：艙外航天服相當於一個微型載人航天器。
艙外航天服的技術難度相當之高。
工程師給國產艙外航天服關節處設計了類似小龍蝦尾部的層疊結構。
「飛天」服從內到外有好多層。
「飛天」艙外服總體構型圖。
「飛天」最外層的防護材料堪稱國內最貴的服裝面料。
「飛天」有很多創新。
第二代艙外航天服再次升級。
中國第二代艙外航天服已達全球領先水準。
成功研製艙外航天服，離不開所有科研人員的努力。
圖：艙外航天服相當於一個微型載人航天器。
艙外航天服就相當於一個微型載人航天器，能把太空人的身體與太空的惡劣環境隔離開來，並向太空人提供一個相當於地面的環境，同時提供氧氣、正常氣壓，排放二氧化碳，維持舒適的溫度和抵御宇宙輻射等維持生命所需的各種條件。
艙外航天服的技術難度相當之高。
由於艙外航天服等同於將飛船的控制台整個搬到了太空人身上，它的製造難題，甚至比航天器都要難。在中國之前，僅有美國、俄羅斯掌握這項技術。上個月，一名法國和美國太空人在出艙為國際空間站安裝太陽能電池板時，就因為艙外航天服出現故障，導致任務失敗。
而且，作為微型航天器，艙外航天服還要兼具靈活度，但如果將各種關節處做得太軟，防護力又不足。
在這一重大難點上，小龍蝦給了中國工程師靈感。他在吃小龍蝦時，突然靈機一動，想到了一個辦法。
工程師給國產艙外航天服關節處設計了類似小龍蝦尾部的層疊結構。
小龍蝦的尾部就是半硬殼的，但是一點也不妨礙它的伸曲和游泳，非常靈活，因為它是一種鱗片層疊結構，可以軟硬兼施、剛柔並濟。因此，工程師給國產艙外航天服關節處設計了類似小龍蝦尾部的層疊結構，設在上肢的肩、肘、腕和下肢的膝、踝等關節處，使用了氣密軸承。在軸承的作用下，太空人的手腳可以隨意轉動，同時能嚴格保證氣密性。科研人員還巧妙地利用了仿生結構，使關節活動更自如。
事實上，除了小龍蝦「助攻」，中國神舟七號所使用的「飛天」艙外航天服相比美國和俄羅斯的艙外航天服，已有多項創新，而第二代艙外航天服更達到了全球領先水準。回顧中國自主研發艙外航天服的過程，實在是不簡單。
關於美國、俄羅斯艙外航天服，只有圖片、文獻和視頻資料，能獲取借鑒的資源非常有限，因此，中國開始了自主研發設計艙外航天服。
中國的第一代「飛天」服採用了整體擬人形態半硬式密封結構，頭盔為不可拆卸硬式結構，四肢為軟式結構， 手套可快速斷接。進岀方式為後背釵鏈門方式，採用操縱桿控制，生保系統集成於背包門內。太空人自操縱部分，即電動控制和氣液控制集成於胸前位置，通過整合設計保證操作工效。無線遙測系統主要安裝在可拆卸的掛包內，便於實現有線為線模式的轉換， 並能夠保證上升段的獨立安裝。
「飛天」服從內到外有好多層。
它從內到外分為 6 層：由特殊防靜電處理過的棉布織成的舒適層、橡膠質地的備份氣密層、復合關節結構組成的主氣密層、滌綸面料的限制層、通過熱反射來實現隔熱的隔熱層、最外面的外防護層。軀幹達到 7 層，最厚的是掛包，有 20 層。
「飛天」艙外服總體構型圖。
第一代「飛天」服採用閉式循環非再生式環控生保系統，由高壓氧瓶供氧，主要採用水昇華器技術實現主動熱防護；遙測與控制系統將艙外航天服的工程參數、太空人的生理參數和話音信號通過臍帶方式 線下傳或遙測設備無線下傳；可由臍帶模式艙載供電，也能由服裝電池自主供電。
服裝的四肢裝有調節帶，可調節上臂、小臂和下肢的長度，身高1米6到1米8 的人都能穿上這套衣服。
「飛天」艙外航天服軀幹殼體為鋁合金薄壁硬體結構，設計厚度僅為 1.5 mm，卻有極高的強度要求。其抗壓能力超過120 kPa，經得起地面運輸、火箭發射時的震動，還能連接服裝的各個部位，承受整套服裝 120 kg 的重量。鋁合金軀幹外殼上密集著各種儀器：電控台、氣液控制台、氣液組合插座、應急供氧管、電臍帶。僅十幾釐米見方的電控台里就有照明、數碼管控、機械式壓力表等 9 個開關，只有漢語辭典大小的氣液控制台里集成了 20 多種閥門。很多閥門外形奇特，涉及特種不鏽鋼、特種銅材、特種橡膠和特種乙烯等材料，加工難度國內前所未有。
「飛天」最外層的防護材料堪稱國內最貴的服裝面料。
「飛天」最外層的防護材料堪稱國內最貴的服裝面料。這種面料可耐受正負100℃以上的溫差變化。服裝攜帶的氧氣瓶採用復合壓力，既可保證安全又能多帶氧氣。
除了借鑒小龍蝦尾部結構，使用氣密軸承來設計艙外航天服，中國神舟七號所使用的「飛天」艙外航天服相比美俄的艙外航天服，還有很多創新。
「飛天」有很多創新。
例如，首次在艙外服上採用了 OLED，空間環境下 顯示可視性好、力學和高低溫環境性能強； 首次採用了數字個人信息處理與控制系統等。其中數字化個人信息處理裝置安裝在背包下部，信息顯示器（OLED ）位於電控台上部，余壓表集成於電 控台上。照明燈置於頭盔兩側，保證了控制台和工作 區域照明要求。
第二代艙外航天服再次升級。
到了第二代艙外航天服，在第一代艙外航天服的基礎上又升級了，它的頭部變得更方了，裡面加開了一道「天窗」，便於仰視；頭部兩側的照明燈與攝像頭進一步實現了集成，整體安置在頭部，便於安裝；經過改進過的金屬關節與加壓手套令太空人在太空中的操作更加靈活、更加精密；航天服的藍色條帶顯得更加靈動飄逸，展現了別具一格的美感……
當然，受限於體積，航天服提供的維生時長是有限的，僅有6-8個小時，但足夠我們的兩位太空人完成很多任務了。
中國第二代艙外航天服已達全球領先水準。
中國第二代艙外航天服可以說已經達到了全球領先水準，目前，因為技術難度問題，美國僅剩的4套艙外航天服，而且已經沒有生產商能夠幫他們製造，這4套全在空間站，其中一套還出了故障——他們很快就要沒航天服用了。
而且，中國艙外航天服的造價，要低過美國好多。
美國現有的4套艙外航天服全是1980年代設計、90年代初為航天飛機製造的「艙外移動單元（EMU）」，當時每套的成本約1500萬美元，折算到今天大約是1.5億美元，約10億人民幣。而中國的每一套成本大約是3000萬人民幣。
不過，之前有人提出疑問，為什麼中國第一代艙外航天服只用了1次就銷毀，而美國的可以循環使用？事實上，中國的艙外航天服也可以循環使用，但因為當時神舟七號空間不夠，是中國的第一代艙外航天服無法帶回，只能留在軌道艙里，而第二代艙外航天服，則會繼續留在空間站中，反復使用。
成功研製艙外航天服，離不開所有科研人員的努力。
從最開始自主研發，打破美俄的技術壟斷，再達到全球領先水準，令到太空人可以從容不迫出艙完成任務，一件艙外航天服的誕生史，也是中國航天發展的偉大歷史。在這過程中，離不開所有科研人員的努力，正如劉伯明出艙後所說：「感謝所有參研參試的科研人員，感謝全國人民的大力支持，後續我們還會出艙，還會飛得更高，太空站還會愈建愈大。」
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