载人航天中,有许多任务需要航天员到舱外完成,此种出舱技术工作简称为舱外活动(Extravehicular activity,EVA)。

载人航天中,有许多任务需要航天员到舱外完成,此种出舱技术工作简称为舱外活动(Extravehicular activity,EVA)。

航天员在执行EVA任务时,主要经历出舱、太空作业与返回3个过程。每个过程均具有独特的动作及其相应的工效学内容。上天之前,必须按照任务的要求,在地面上对每个动作进行模拟训练。因此,明确EVA动作种类是保证完成EVA任务的首要环节。

1.出舱与返回:航天员由乘员舱不能直接进入太空,需要经过气闸舱(过渡舱)过渡。俄罗斯和原苏联航天员进入气闸舱后的动作程序是:关闭与乘员舱相通的舱门,穿航天服,吸氧排氮,将舱内气压降低到太空水平,打开气闸舱舱门,进入太空。美国进入气闸舱的程序复杂些。返回程序相反,首先关闭气闸舱舱门,接着将舱内气压升高到乘员舱水平,打开乘员舱舱门,返回乘员舱内。

2.太空作业:分为常规、非常规和紧急作业3种。常规作业是按计划进行的项目,包括:①摄影和观测;②对航天器表面的固定仪器和设备进行常规检查维修;③组装大型航天器(如空间站),将分批运送到天上的部件组装成结构复杂、舱室多、功能全的庞大复合体;④辅助交会对接;⑤发射、捕捉和维修卫星;⑥搬运物资,运送病号,营救遇难者;⑦进行科学研究等。非常规作业是随着天上实际情况改变,临时采取的措施。紧急作业是发生意外时,临时出舱,只能按地面指挥中心的临时指示,实施操作。

舱外航天服为宇航员成功进行舱外活动提供了坚实的保障,它是多学科领域尖端技术的结晶,它的作用不仅仅是“防寒保暖”在太空温度急剧变化的情况下能恒定航天员的生存环境温度,还要具有为宇航员提供生存压力场、抵御辐射和微陨星袭击的功能,此外还需要解决通信、宇航员行走及生命保障系统等方面的需求。作为舱外航天服的重要组件之一-头盔组件,它在舱外宇航服系统中具有举足轻重的作用,为宇航员的头部提供最可靠的保护,头盔组件性能的优劣关系着舱外任务的完成与否。

影响航天员EVA的因素较多,除心理与训练因素外,经常起不良作用的是太空失重和航天服。

多年来的舱外活动实践表明,明确舱外活动动作种类是保证完成舱外活动任务的前提。针对任务要求和影响因素进行训练是行之有效的办法。解决问题的关键将在于:完善航天服的工效学要求;加强太空失重活动生理学与工效学的研究;探索舱外活动天地结合新模式和提高训练质量。近10年来,在人的因素和工效学会议上发表的论文已有3324篇之多,其中,美国空军占3.6%,NASA占1.4%。我国的季白桦运用计算机动态仿真的手段,系统地研究了航天员舱内活动的生理学与工效学,也取得了有意义的进展。这些可供研究舱外活动借鉴。