神17航天员第一次出舱，持续7.5小时的太空行走，到底有多凶险？
2023年12月21日，汤洪波与唐胜杰进行了宇宙行走。
这是神舟十七号航天员乘组的首次出舱活动。
对汤洪波来说，这是第二次宇宙行走。
唐胜杰是首次漫步宇宙，而且是迄今为止年龄最小的宇宙漫步者。
宇宙行走的唐胜杰
走出天宫漫步宇宙，听起来似乎很浪漫。
但在幽深黑暗的宇宙中，两名宇航员持续7个多小时的活动，不但任务繁重，而且劳动强度大，更为关键的是不能出现任何差错。
此次宇宙行走，宇航员重要进行了太阳翼的修复试验。
宇航员要进行极为细致的巡检和维修，不但要按照指令操作修复，还要对整个外部结构观察和拍照记录。
宇航员的作业地点，位于太阳翼和舱体之间，相对于其他区域，这是一个阴影区，所以作业带有巨大的挑战性。
而且太阳翼本身很薄，具有柔性的结构，既有空间限制，动作幅度也不能过大。
宇航员在宇宙中，需要持续完成20到30个动作，操作细致也很紧凑。
阴影区域的光线不好，每一个动作又要连贯且一步到位，不能出现失误和找错位置，整个过程是有一致性的。
最关键的是，作业有没有一步到位，无法进行二次验证。
长达7个多小时的作业中，两名宇航员在舱外，另一名宇航员江新林在舱内协作。
此外，空间站上搭载的机械臂，也在配合宇航员完成操作。
在地面上，还有大量的科研人员密切配合。
整个作业过程，是舱内和舱外，天上和地下的协同配合，维修任务顺利完成，标志着我国的舱外活动能力和水平达到了一个新高度。
未来，这可以更好的保障空间站的安全平稳运行。
可能有人很奥秘，空间站这样精密的设备，不都是一次性百分之百的设计好的吗，为何还要冒着很大的风险进行空间维修呢？
理论上确实不用维修，可在实际运行中，还是会出现各种各样的未知情况。
年前进行的宇宙作业，是试验性维修作业，听起来似乎是不必要的，但是在航天领域，这样的定期维护却是必不可少的。
从空间站整体运行的角度看，宇宙中的其他碎片垃圾与日俱增，空间站运行的时间越长，跟细小碎片发生碰撞的概率也越大。
哪怕是轻微的碰撞，也可能会对空间站的运行带来损伤，正是因为这种因素存在，所以才需要进行计划性的舱外维修作业。
根据业内人士介绍，宇宙维修作业也分为两大类。
一种情况是根据计划提前设计好的维修，另一种情况则是计划之外的维修。
去年12月底进行的宇宙作业，属于非设计状态下的维修。
类似的维修作业，甚至是一些突发性的维修作业，此前在国际空间站上也发生过。
还在2007年时，国际空间站的一处太阳能电池板突然出现了破损撕裂，整个破损的区域长达60厘米，这对空间站的安全运行构成了严重威胁。
于是在2007年11月，宇航员进行宇宙行走，对这处破损区域进行了修复作业，整个过程惊险又刺激，难度相当高。
首先，发生损害的区域，距离宇航员的工作舱很远。
此前国际空间站宇航员进行宇宙行走，活动距离最多不超过半小时路程，而此次宇航员需要走1个小时才干到达裂缝区域。
其次，宇航员在作业过程中可能会遭遇电击，太阳能电池板有100多伏电压，整个操作过程不能出现丝毫的失误。
彼时执行任务的，是斯科特·帕拉金斯基和道格拉斯·惠洛克两名宇航员。
为了防止电击，帕拉金斯基执行修复用的金属工具，外层缠绕了三层绝缘胶带。
而宇航员的手套外面，又加装了一副绝缘手套。
原来笨重的宇航服，就已经让操作很困难了，再加上额外的东西，宇航员的操作更是难上加难。
有人形容，这简直就是戴着拳击手套绣花。
整个作业过程中，还发生了两次意外。
一次是用来剪电线的工具，不小心从帕拉金斯基的手里掉落了。
好在因为失重的缘故，宇航员又抓住了它。
几小时后，一把尖头的老虎钳又丢了，这次帕拉金斯基未能抓住它，只能看着这把钳子越飘越远成为宇宙垃圾。
如果这把钳子没有因为引力而掉落大气层的话，它现在就还在地球的轨道上飘着呢。
整个修复作业进行了7个多小时，中间光是往返破损处就花了两个小时。
但好在最后修复完成，电池板又能正常工作了。
国际空间站最近的一次舱外作业，是2019年进行的冷却系统修复。
整个舱外作业也是由两名宇航员进行，修复作业持续了6.5个小时。
由于作业复杂，地面科研人员将此次修复称之为心脏搭桥手术。
所以，不管是未知的突发情况，还是计划中的修复作业，舱外活动对宇航员来说几乎是必修课。
我国的天宫空间站已进入常态化运行阶段，未来也会遇到类似上述的情况。
因此对宇航员来说，每一次的宇宙行走和舱外作业，都是技术和经验的积累。
而一旦出舱作业，就得进行宇宙行走。
这个过程不要说进行作业劳动，单单是离开空间站，就像是在跟死神跳舞。
先来看宇宙环境，我们平常所知宇宙中没有大气，仅仅是一方面，事实上宇宙可不仅仅只是没有大气。
宇宙中充满了各种各样的辐射，有太阳风喷射出来的高能粒子，有紫外线、红外线以及射频辐射，还有来自宇宙深处的其他高能粒子。
地球因为有磁场的存在，隔绝了大部分的辐射。
而进行宇宙行走的宇航员，辐射值如果超过临界点，宇航员轻则会患上放射病，严重的会危及生命。
没有大气的真空环境，一个人如果直接暴露在其中，15秒内就会因为缺氧而失去意识，半分钟内就能致人死亡。
而且没有大气压和引力，人体内的血液也会飘散起来，这样从血管到组织再到皮肤，人体全部都会由内向外膨胀。
即便做好防护，长时间呆在失重的环境下，人体也会发生前庭功能障碍，短期症状包括恶心、呕吐以及晕眩等等，这也是宇航员经常会患上的运动病。
在长期失重的环境里，体内一些元素的排泄和流失会增加，身体还会出现骨质疏松以及肌肉萎缩等症状。
最终还有一点，那便是温度的变化会异常剧烈。
在太阳直接照射的情况下，周围温度可超过100℃。
而在绕行地球的过程中阻隔了阳光，温度又会瞬时下降到零下100℃以下。
因此宇航员一旦进行宇宙行走，冷热交替的情况下即使有宇航服的保护，对人的身心也是相当大的考验。
2008年，我国宇航员翟志刚进行了首次宇宙行走，彼时持续的时间为20分钟。
2021年，刘伯明和汤洪波进行宇宙行走，舱外任务持续了7个小时。
宇宙行走持续的时间越长，对宇航员的身心和经验，以及所穿宇航服都是极大的考验。
尤其那厚重的宇航服，当作宇航员极为关键的维生系统，它更是宇宙行走的关键所在。
这套服装有什么特别之处在宇宙中，空间站是宇航员的维生系统，它可以制造出类似于地球的环境，让宇航员长时间的工作和生活。
一旦宇航员走出空间站，等于脱离了前者的保护，这时候独立的宇航服，就成了主要的维生系统。
别看是一套衣服，它所包含的技术，甚至比空间站的一些其他设备还要复杂。
翟志刚当年所穿的第一代飞天舱外宇航服，从内到外整整有6层。
整套服装既要散热通风，也要调节温度和压力，同时还要具备耐高温、耐磨损、防辐射、耐燃烧、耐腐蚀等功能。
它的重量可以达到130公斤，与其说是衣服，实则是微缩版的航天器维生系统。
如果宇宙行走持续的时间长，服装内还要配备饮水和食物。
宇航员在出舱活动期间可以小便，但基本不能大便，所以在宇宙行走之前，宇航员通常会吃一些低纤维、高能量密度的食物。
由于船上宇航服后摸不到脸部，有的服装里还配备了搔痒工具。
目前我国研发的舱外宇航服，可以让宇航员宇宙行走持续8个小时。
即便有了衣服的保障和防护，宇航员也需要经过特殊的训练，才干进行宇宙行走。
地面训练需要模拟出失重的环境，目前常规的方式是在水池中进行。
我国拥有亚洲最大的训练水池，它的直径为23米，深度10米。
训练时宇航员在其中既不会上浮也不会下沉，进而能够模拟出失重的环境。
在这种环境下，脚无法行走，需要通过手抓住物体来移动，这就需要宇航员拥有较大的耐力和上肢肌力。
水池中的训练服，重量可以超过两百公斤，高强度持续性训练，宇航员起初会累到连手都抬不起来。
可即便进行了严苛的训练，真正迈向宇宙后，宇航员面临的最大威胁还是各种各样的未知性。
宇宙中的环境相当恶劣，稍微的差错都有可能威胁到宇航员的生命。
迄今为止，宇宙行走还没有出现过人员伤亡，但却遭遇过一系列的险情。
1965年列昂诺夫第一个进行宇宙行走，由于宇航服突然发生故障，整套服装膨胀起来，体积变大差一点让他无法返回舱内。
到了1977年，苏联宇航员罗曼连科准备宇宙行走。
等他即将离开空间站时，另一名宇航员竟然发现他没有系安全带。
好在这名宇航员赶忙把他拽了回来。
后来发现，罗曼连科事前系了安全带，但不知何故安全带松开了。
1990年的和平号空间站内，宇航员在气闸舱内的气压还未完全下降时就打开了舱门，气体的突然涌出损害了门的铰链，之后只能通过应急气闸舱关闭了舱门。
最近的一次事故，发生在国际空间站上。
2013年，来自意大利的一名宇航员在宇宙行走时，宇航服的头盔突然漏水，差一点将其淹死。
好在这名宇航员拽住安全绳，及时返回了空间站才逃过一劫。
综合来看，安全、轻便、适应性强，是未来舱外宇航服的研发重点。
宇宙行走的关键是为了执行任务，而协助宇航员行走的这套维生系统，既要有良好的维生能力，同时也得让宇航员执行任务更顺利。
随着航天技术向着纵深领域不断迈进，宇宙行走的经验在积累，技术同样也会持续进展。
参考资料：
《神舟十七号航天员第一次出舱 完成天和核心舱太阳翼修复试验》 中国新闻网 2023年12月21日
《为何要进行空间站舱外维修作业？航天专家解答》 央视新闻 2023年12月22日
《最惊险宇宙行走！空间站太阳能板裂缝修复成功》 中国日报网 2007年11月5日
《航天员为啥要出舱？宇宙行走有多难？》 科技日报 2021年7月6日
《宇宙行走：体验一种危险的浪漫》 中国航天报 2021年9月6日
