太空噴氣背包

太空噴氣背包像一把沒有座位的椅子，安在太空人的背上，背包里充滿壓縮氮氣，航天員通過扶手上的開關控制24個微型噴嘴，噴射出壓縮氮氣，形成各個方向大小不同的反推力，實現各個方向的移動。

基本介紹

• 中文名：太空噴氣背包
• 時間：1984年2月3日
• 載體：美國“挑戰者”號航天飛
• 國家：美國

概述

世界上第一次不系安全帶的太空行走，是1984年2月3日，美國“挑戰者”號太空梭上的兩名太空人他們是在噴氣背包(MMU)也稱“太空和動艇”的幫助下完成這一過程。實際上它就是一個最小的宇宙飛行器。太空人帶上這種噴氣背包，能在茫茫太空中隨心所欲地翻筋斗，旋轉、向上、向下、向前、向後自由移動，左右搖擺，或“高車定點”。太空人說：“你只要動動手指頭，轉轉頭和眼珠就可以了。”因為在太空中既沒有重力又沒有阻力。為了保險起見，太空人仍需系安全索。美國研製的噴氣背包的維持生命系統有效工作時間為7小時，能提供的最大速度是每秒13.4米。但這會很快耗盡能量，因此太空人常用一根帶有刻度的小棒測量離開太空梭的距離，以保證能安全返回太空行走的時間一般不超過6~6.5小時。

作用

在飛船的密封座艙中，由於失重，人處於飄浮狀態，只要用腳、手或身體的任何部位碰一下固定物體，藉助反作用力可進行立體行走，到達空間的任何地方。人走出飛船的密封座艙，仍以原有速度與飛船一起作軌道運動，即仍處於失重狀態。由於太空為真空，也四處無著，無法靠人體自身的動作產生反作用力來達到行走的目的，只能靠噴氣背包代步。但走得多快和走得多遠，卻無法作出主觀上的判斷。因在廣闊無垠的太空，除同速前進的飛船外，沒有什麼物體可作參照物，既難以判斷速度的快慢，也難以判斷距離的遠近。同時，對看到的物體，也難以判斷它的大小，會將遙遠的星星看成是近在咫尺的小石頭，而如果眼前飄著一片小小的錫紙片，卻可能看作是遠在天邊的屏障。如果並排前行的飛船在轉動，長時間盯著它，更會使人暈頭轉向。

太空行走

從最早的繫繩裝置（世界上第一位太空行走的蘇聯航天員列昂諾夫就使用這種裝置）、機械臂、“牧羊鉤”裝置、發展到手持式機動裝置（HHMU，是最早的噴氣機動裝置，像一把手槍，有3個推力器，1個前噴，2個後噴，航天員用手控制各推力器的工作。但控制質量很差，稍有不慎就會飛離目標，需備有繫繩裝置才能返回原處重新飛行）、航天員機動裝置（AMU，這是第一種噴氣背包式裝置，具有良好的飛行與控制精度，可以保持±0.03米的位置精度和±0.009每秒米的速度精度）、載人機動裝置（MMU）和艙外活動救生輔助裝置（SAFER）等。

所謂機動裝置其實就是推動裝置，就“太空噴氣背包”，使用噴嘴噴出的高壓氣體，推動航天員的身體朝一定方向移動。機動裝置都是和艙外航天服配套使用的。因此，也可以認為機動裝置是艙外航天服的延伸，是航天員遨遊太空的“座駕”。

太空試驗

航天員機動裝置（AMU）在美國的天空實驗裡曾使用這種機動裝置，外形就像一位長途旅行者背在身後的背包，背包內裝有高壓氮氣瓶，在背包周圍裝有14個噴嘴，分別指向上下、前後、左右。通過控制器打開噴嘴後，航天員不僅可以作上下、前後、左右移動，而且還能進行翻滾和旋轉運動。它的最大優點是能準確地進行身體定位，能讓身體保持任何姿勢。可惜的是這種機動裝置，僅在天空實驗室內做過試驗，沒有正式進入太空使用過。

載人機動裝置

（MMU）在太空梭上使用。它是一個大型的噴氣背包式機動裝置，重154千克，高1.27米，寬0.86米，厚1.22米。在其呈長方體的8個角上共安裝有24個推力器，每角3個，每個推力器的推力均為7.56牛。24個推力器分為主備份2組，在發生故障時可實現整個推力器的切換。推力器所用的推進劑為氮氣，2個氣瓶攜有氮氣11.8千克，能為航天員提供每秒20米的移動速度，而其控制系統的精度達到±1.25度並有自動姿態保持功能。該裝置有左右兩個控制手柄，平時處於收縮狀態，當裝到航天員背上後即自動伸出來，長短能夠調節。太空梭在每次飛行中都帶有兩個這種裝置。載人機動裝置在1984年中曾三次在太空梭上使用，大出風頭，原本是用作修復太空梭外表面防熱瓦的工具，由於當時防熱瓦未發現有重大問題，為此坐了幾年“冷板凳”，終於在修復和回收衛星中一展身手，僅僅在1984年就出手3次：第一次航天員背著該載人機動裝置進行太空行走，最遠走了100米；第二次航天員依靠該裝置抓獲了太陽峰年衛星，第三次兩名航天員依靠該裝置捉住了兩顆未進入軌道的通信衛星。

艙外輔助裝置

（SAFER）是20世紀90年代後，美國航空航天局又研製成功用於太空救生的新型機動裝置，主要供國際空間站使用。它是一種小型輕質的裝置，其體積為高0.35米、寬0.66米、厚0.25米、重37.6千克，平時不用時可以摺疊起來放置。它也有24個氮氣推力器，分別裝在背包的4個角上，每角安裝6個，每個推力器的推力為3.56牛，通過手動控制，航天員可以實現上下、左右、前後移動並能使航天員在太空中保持所需要的姿態，有利於救生。該裝置在太空中能推動航天員以每秒3米的速度移動。

舉例

蘇聯從20世紀60年代開始也進行過載人機動裝置的研究，其典型代表作是用於暴風雪號太空梭及和平號空間站的YMK裝置。其總體構型與美國的MMU相類似，採用32個推力為5牛的氮氣推力器，並分為2組可互作備份。航天員可獲得每秒30米的移動速度。1990年俄羅斯航天員在太空行走時曾使用過，移動的距離最大可達100米。

~6.5小時。萬一太空人不能自己走回太空梭，可以用牽引纜索把他拉回來。