长时间太空出舱，究竟有多难？美俄困难重重，中国空间站如何做到

　　航天员出舱任务，有一种危险因素你肯定想象不到，居然是＂可能被电击＂
　　咱们中国天宫空间站的航天员，完成了近7个小时的出舱活动，这是中国航天技术的一次重大突破。太空出舱是能够完成空间站外部维护，设备更换，科研探索等多项任务的基础，而它的技术难度到底有多高呢？
　　在此之前，中国只完成过一次太空出舱活动，那就是2008年神舟七号翟志刚太空行走。而这次天宫空间站航天员出舱的技术难度，如果和当年比起来，那可高得太多了。
　　神舟七号翟志刚太空行走
　　航天员出舱的危险性有些我们能想到，比如太空辐射，低温等等，但是有些你却可能想象不到，就比如，航天员在舱外可能会被＂电击＂。
　　舱外的＂电击＂风险-航天器充放电效应
　　我们知道，咱们的天宫空间站和美俄主导的国际空间站，都运行在距离地面300至500公里的低地球轨道上，在这个空间内存在着大量高密度低能量的等离子体，一般在0.1~0.3eV（电子伏）。
　　空间站所处的空间存在大量等离子体
　　航天器在这个空间内运行必然会和等离子体发生作用，使航天器结构体出现悬浮电位。
　　而且高速运动的航天器也可以视为是在快速切割地磁场的导体，从而产生感应电位。
　　这两者叠加，会使航天器本身带电。航天员出舱活动时，将面临多种环境工况，在与空间站不断接触和分离的过程中，空间站电位将威胁到航天员的安全，造成＂电击＂。这就是航天器的充放电效应。
　　国际空间站体型巨大，充放电效应明显
　　以国际空间站为例。由于其结构过于巨大，总长度超过了100米，本身产生的悬浮电位比较高，严重的时候能够达到100V（伏特），这已经严重超过了人体的安全电压。
　　充放电效应的强度与航天器的规模有很大关系。在这次中国天宫空间站航天员出舱之前，中国航天员，只进行过神舟七号那一次太空出舱，历时大约19分钟。当时只有神舟七号单独一艘飞船，体型相对较小，充放电效应的问题并不严重。
　　而现在天宫空间站的太空出舱，是一个由天和核心舱、神舟十二号、天舟二号构成的巨型组合体。此时天宫空间站的充放电效应就成为了我们必须要想办法克服的危险因素之一。
　　中国天宫空间站组合体同样巨大
　　太空中的死神：太空辐射
　　咱们这些生活在地面上的人一般都听说过太空辐射，但是对于＂太空辐射有多么恐怖＂并没有清晰的概念。
　　人在遭受到短期大剂量辐射后，会出现恶心、腹泻、呕吐等症状；如果辐射剂量超过800拉德，将出现脱水和休克；如果超过1000拉德，基本上就是个死。
　　因此防护太空辐射，是航天员出舱的必备条件。
　　太空辐射主要有太阳辐射，地磁捕获辐射（范艾伦带），宇宙射线辐射以及人工辐射。
　　太阳质子事件对出舱的航天员威胁极大
　　这里面有些辐射是可以用航天服来抵挡的，而另外一些辐射则过于强烈，航天服也抵挡不住。就比如太阳质子事件产生的射线暴，以及范艾伦带的局部异常辐射区域，这些时候就需要通过调整轨道或者避免出舱等主动回避手段了。
　　范艾伦辐射带
　　我们的出舱航天服，技术含量有多高？
　　说到航天服，你一定想到了这次中国航天员出舱使用的＂飞天＂航天服。这套＂衣服＂重达130公斤，虽然看起来很重，但由于太空是失重的，航天员穿着它出舱工作，也并不会觉得很累。这套衣服的价格也更是吓人，相当于同等重量的黄金的价格。
　　中国＂飞天＂出舱太空服
　　更吓人的是这套衣服的复杂程度。＂飞天＂航天服是要出舱的，飞船该有的设施这套航天服也必须要有，它就像是一个小型太空船。
　　除了要防护太空辐射和充放电效应，＂飞天＂必须拥有通讯设备，供电设备，以及保暖，氧气等航天员生命维持系统等等。而且这些系统必须绝对可靠，美国和俄国就发生过诸如航天服泄漏、供氧故障、航天服内着火、温度控制失效等一系列危机航天员生命的事故。
　　出舱太空服结构及其复杂
　　除此之外，＂飞天＂航天服还必须拥有一些咱们一下子可能想不到，但又非常必要的功能。比如，头盔绝对不能起雾，干扰航天员的视线，这方面的事故在美国发现号航天飞机的一次出舱任务中出现过。
　　再比如，航天员出舱工作可能要连续好几个小时，那么航天员最基础的上厕所问题，该怎么解决呢？
　　因此，出舱航天服中必须要配有尿液收集装置，而且这个不起眼的装置同样要保证绝对可靠，尿液不能泄漏。
　　1984年，美国挑战号航天飞机的一次出舱任务中，一名出舱宇航员的尿液收集器泄漏，失重的尿液在航天服里面乱窜。这场面相当酸爽……
　　太空出舱能力是航天技术的重要部分
　　保障出舱活动的硬实力
　　这里我们还要知道，对于出舱活动来说，航天服的重要性只占一部分。安全又成功的出舱活动也离不开其他各种软硬实力，就比如可靠的气闸舱和机械臂。
　　气闸舱的是载人座舱和宇宙之间的一个过渡舱。气闸舱有两个气闸门，一个与座舱连接，称 内闸门；另一个是通向太空的 外闸门。
　　航天员出舱，需要先从座舱进入气闸舱，然后关闭内闸门，并抽干气闸舱的空气，然后再打开外闸门进入太空。返回时流程相反，从太空进入气闸舱，并关闭外闸门，然后给气闸舱充气加压，当气闸舱的气压和座舱相同时，才可开启内闸门，进入座舱。
　　气闸舱
　　这样的设计确保了座舱和太空绝对的隔绝。但这也要求，气闸舱必须 绝对可靠，不能漏气，开关也必须到位。
　　美国和俄罗斯（苏联）都发生过气闸舱方面的事故，闸门被卡住无法关严，或者在气压没有平衡时，闸门就被误开，舱内气体急速冲出，损坏了闸门等等。
　　中国黑科技，可以＂爬行＂的机械臂
　　关于机械臂问题，咱们天宫空间站的先进爬行机械臂太牛了，不仅能像一般机械臂那样使用，还能在空间站上上下下爬来爬去，改变工作位置，这种黑科技，我打算接下来专门写一篇文章来为大家好好详细介绍一下。
　　美国和俄罗斯（苏联）栽的跟头
　　世界上有航天员的国家有很多，但独立掌握长时间太空出舱的国家却只有美国、俄罗斯、和中国。这足以说明了这项任务的难度之大。美国和俄国的出舱经历较早，从上世纪六十年代发展到今天，也出过大大小小各种各样的事故。
　　俄罗斯（苏联）的坑
　　美国的坑
　　而今天的中国航天迎来了爆发式的发展，从杨利伟上天到现在，只有短短的十几年，而我们已经拥有了自己的空间站，拥有了长时间出舱的能力，用这短暂的十几年走过了别人几十年的路。
　　接下来的中国航天还有更多值得我们期待的地方，我会继续关注中国航天事业，并继续为大家分享相关的知识。
　　我是@四角切圆，关注我，了解更多世界大事和国家故事，咱们下期再见。#全能创作家#