艙外活動

艙外活動（Extra-vehicular activity，簡稱EVA），也稱太空出艙活動，是太空人在離開地球大氣層後於太空飛行器外所做的工作。艙外活動主要在繞行地球的太空飛行器外執行（即太空漫步或稱太空行走），但也於月球表面實行（即月球漫步）。在後期幾次登月任務的回程中，指揮艙駕駛員曾執行過艙外活動以取回裝有影片的金屬容器。到目前為止，擁有出艙活動能力的國家只有美國、俄羅斯和中國。

基本介紹

• 中文名：艙外活動
• 外文名：Extra-vehicular activity
• 簡稱：EVA
• 類型：臍帶式（早期）、攜帶型

基本概念

載人航天活動分為艙內活動（Intra-vehicular activity，簡稱IVA）和艙外活動（Extra-vehicular activity，簡稱EVA）。航天員離開座艙，直接在空間或在鄰近星球表面進行的一切活動都稱為艙外活動。艙外活動是載人航天活動的主要組成部分，是開發利用空間不可缺少的技術途徑。

艙外活動有分繫繩（太空人通過系管與太空飛行器連結，氧氣可透過系管傳輸過來，回到太空飛行器時不需要推進器）和不繫繩之分。當執行繫繩活動時支援生命所需機能，如提供氧氣，被稱作“臍狀式”（umbilical）。太空飛行時進行無繫繩艙外旅遊，確保能返回太空飛行器是必要條件。

世界上第一個實現太空行走的人是前蘇聯太空人阿列克謝·列奧諾夫。

艙外活動的主要內容是：檢查、維修和保養太空飛行器艙外設備，如艙外天線或太陽能電池的修理和更換；衛星的布置與回收；艙外實驗；空間救援；必要時人員與設備的轉移，即從一個太空飛行器轉移到另一個太空飛行器上；大型空間設備的組裝；到鄰近星球上探險、開發等。

必備條件

艙外活動必須具備的條件有：

(1)載人太空飛行器必須設有過渡艙或稱“氣匣艙”（Airlock），內艙門和座艙相通，外艙門可直接向太空開放。當進行出艙活動時，航天員進入過渡艙，過渡艙開始減壓，當壓力降至和太空一致時，打開外艙門進行艙外活動。當航天員從艙外返回時，首先關閉外艙門，過渡艙增壓，當過渡艙壓力和座艙壓力平衡時，打開內艙門，航天員返回座艙。

(2)必須有保障航天員生命安全的航天服及其生命保障系統，該套裝備要保障航天員進行必要的操作活動。早期採用臍帶式生保系統，長度為6m~18m，臍帶的一頭與座艙生保系統相連，另一頭與航天服相連，航天員只能在離座艙6m~18m範圍內活動。航天服的壓力維持、氧的供給、二氧化碳清除、服裝的通風、散熱全靠艙內控制。後來發展了攜帶型生保系統和載人機動裝置，航天員才真正地在空間自由行進。

歷史

蘇聯太空人阿列克謝·列昂諾夫（Aleksei Leonov）於1965年3月18日在執行上升2號（Voskhod 2）任務時完成史上第一次艙外活動。

蘇聯太空人斯維特蘭娜·薩維茨卡婭是第一位執行艙外活動的女性，她於1984年7月25日登上禮炮7號（Salyut 7）太空站時完成艙外活動。

愛德華·懷特於1965年6月3日在雙子星4號任務期間完成第一次由美國太空人執行的艙外任務。凱瑟琳·蘇利文（Kathryn D. Sullivan）是第一位執行艙外活動的美國女性，她於1984年10月11日挑戰者號太空梭STS-41-G任務期間進行太空漫步。

1988年12月9日法國的朗-盧·克雷迪安（Jean-Loup Chrétien）在和平號太空站三周停留期間完成第一次由非蘇聯亦非美國籍太空人執行的艙外活動。

美國太空人尼爾·阿姆斯特朗於1969年7月20日阿波羅11號登月艙“鷹號”登月時完成第一次月球漫步。他與同伴巴茲·奧爾德林持續步行達兩小時又三十二分。

美國太空人布魯斯·麥克坎德雷斯（Bruce McCandless）於1984年2月7日在挑戰者號的STS-41-B任務期間完成第一次無繫繩太空漫步。之後羅伯特·斯圖爾特（Robert L. Stewart）加入，與他進行五小時又五十五分鐘的太空漫遊。

1997年11月25日、土井隆雄在美國哥倫比亞號太空梭上完成了日本人的首次艙外活動。

美國太空人史蒂芬·羅賓遜（Stephen Robinson）於2005年8月3日“返航”任務STS-114期間完成第一次為執行太空梭航行修理（in-flight repair）而進行的艙外活動。當工程師決定重返大氣層後，羅賓遜被派去移除發現號太空梭隔熱板上兩塊凸起的裂縫填充物。當發現號停靠在國際太空站時，羅賓遜成功移除了鬆脫的物質。

2008年9月27日，中國航天員翟志剛在神舟七號任務中完成中國人的第一次艙外活動，這標誌著中國成為第三個有能力把太空人送上太空並進行太空漫步的國家。現階段，神七的艙外活動是臍狀式，再加兩條紅色安全帶以保證百分安全。

風險

艙外活動因各種理由而十分危險。第一個理由是與太空廢棄物的碰撞。距離地表三百公里處的軌道速率（太空梭任務進行的典型軌域）為每秒7.7公里。這是一顆子彈的十倍飛行速度，所以質量只有子彈百分之一大小的微粒（比如漆料的碎片或一粒細砂）擁有的動能即等於一顆子彈。每次任務會製造更多軌道廢棄物，因此這問題將會持續惡化。

中國於2008年順利進行了首次出艙活動

危險的另一個理由是任務執行前難以模擬實際的太空環境，而太空漫步因其危險性而被避免作為例行性任務。因此，當發現問題或偶爾執行操作任務時，艙外活動通常晚於計畫規劃的時間。雖然自壓力下選出具備高度穩定性的太空人，然而他們仍舊是人，艙外活動時產生的高度危險終究造成太空人情緒上的壓力。

其他可能的問題包含太空漫遊者與太空飛行器分離或遇到太空衣破損而可能使其減壓，此時如果太空人沒有立即進入增壓太空艙將缺氧而迅速死亡。

有名太空人曾遇到太空衣破損的情形。STS-37任務期間，一根短棍刺穿了其中一名太空人的手套（他的姓名並未公開，但應是傑瑞·羅斯Jerry L. Ross或傑伊·艾普特Jay Apt。）然而，這穿刺物卡住不動，因此沒有明顯的減壓情形發生。事實上，直到太空人安全返回亞特蘭提斯號太空梭後穿刺物才被注意到。

至2008年為止，艙外活動未曾發生過災難性事件，也沒有太空人為此喪命。然而，仍有科學家開發外部件建設用的遙控機器人以儘可能減少人類進行艙外活動的需要。