超期服役舱外航天服荣归 将为中国登月服研制提供宝贵数据支撑

问题:在轨任务密集、出舱频次提升,对舱外航天服的可靠性与使用效率提出更高要求。

舱外航天服作为航天员舱外活动的核心生命保障装备,既要应对真空、极端温差、辐射、微流星体等复杂环境,也要兼顾灵活操作与长时作业的需求。

随着空间站常态化运行,如何在确保绝对安全的前提下精准评估健康状态、科学延长服役寿命、降低补给与更换成本,成为工程管理与技术迭代的共同课题。

此次随神舟二十号返回的舱外航天服B,正是对这一课题的“实物样本”。

原因:一方面,空间站建设与应用阶段的任务节奏加快,出舱作业从安装维护到设备更换、载荷支持等不断拓展,单次出舱时长与任务复杂度持续上升。

另一方面,舱外服并非一次性消耗品,按设计标准需满足“在轨贮存3年、出舱不少于15次”的基本寿命指标,但实际服役状态受材料老化、密封件性能衰减、关节运动磨损、热控与防护层疲劳等多因素耦合影响,单靠地面试验难以完全复刻。

为此,我国相关科研团队通过在轨数据与地面验证相结合,建立动态、可量化的健康评估体系,形成延寿使用标准,使舱外服成为首个在轨开展寿命评估并实现延寿使用的飞行产品。

专家介绍,我国航天服技术整体已实现从跟跑到并跑的跨越,关键环节的体系化能力显著增强。

影响:舱外航天服B的长期服役与成功延寿,直接提升了空间站运行保障能力和任务韧性。

数据显示,第一批次舱外服在轨近4年半,支撑了46人次出舱任务,单次工作时长显著提升,最长一次出舱活动超过9小时,刷新了国际纪录。

这不仅意味着我国舱外活动组织能力与装备保障能力迈上新台阶,也反映出对材料可靠性、系统冗余设计、维护策略以及状态监测方法的综合掌控。

更重要的是,B服随返回舱下行后,将把“在轨真实老化”带回地面:材料在空间环境暴露后的性能变化、结构件与密封部位的磨损规律、热防护层与柔性关节的疲劳特征等,都可通过拆解、检测与对比试验得到验证,为后续改进提供更具说服力的证据链。

对策:下一步工作的重点,将从“延寿使用”转向“解剖式复盘”。

科研人员将对下行舱外服B进行系统分析,制定拆解方案并开展专项检测,找出长期服役后的短板与风险点,进一步优化寿命预测模型与评估阈值,完善在轨健康管理体系,实现“可靠安全服役前提下的最高使用效率”。

与此同时,既有经验已在最新上行的D、E两套舱外服中得到吸收应用,形成“飞行—评估—改进—再飞行”的闭环迭代机制。

通过材料级与产品级的多层验证试验,推动关键部位的耐久性提升、维护流程与检查标准细化,以及数据采集与判据体系的统一,持续降低不确定性。

前景:舱外航天服B的下行研究价值不仅服务空间站,更面向更远的深空目标。

专家指出,这项工作对登月服研制具有重要意义:月面环境中的粉尘磨蚀、热循环更剧烈、行走与操作姿态更复杂,对关节耐磨、密封防尘、热控与生命保障系统提出更苛刻的综合要求。

B服在真实太空环境中长期服役形成的材料与结构数据,可为登月服在设计选材、制造工艺、试验验证与寿命管理等方面提供可借鉴的工程依据,帮助在更高强度任务场景下实现更长寿命、更高效率与更优人机工效。

随着我国载人航天由近地轨道向月球等更广阔空间拓展,装备的可靠性与可维护性将成为支撑连续任务的关键变量,状态评估与延寿技术有望发挥更大作用。