太空喷气背包的介绍_常识网-常识坊

1、概述
世界上第一次不系安全带的太空行走，是1984年2月3日，美国“挑战者”号航天飞机上的两名宇航员他们是在喷气背包(MMU)也称“太空和动艇”的帮助下完成这一过程。实际上它就是一个最小的宇宙飞行器。宇航员带上这种喷气背包，能在茫茫太空中随心所欲地翻筋斗，旋转、向上、向下、向前、向后自由移动，左右摇摆，或“高车定点”。宇航员说：“你只要动动手指头，转转头和眼珠就可以了。”因为在太空中既没有重力又没有阻力。为了保险起见，宇航员仍需系安全索。美国研制的喷气背包的维持生命系统有效工作时间为7小时，能提供的最大速度是每秒13.4米。但这会很快耗尽能量，因此宇航员常用一根带有刻度的小棒测量离开航天飞机的距离，以保证能安全返回太空行走的时间一般不超过6~6.5小时。

2、作用
在飞船的密封座舱中，由于失重，人处于飘浮状态，只要用脚、手或身体的任何部位碰一下固定物体，借助反作用力可进行立体行走，到达空间的任何地方。人走出飞船的密封座舱，仍以原有速度与飞船一起作轨道运动，即仍处于失重状态。由于太空为真空，也四处无着，无法靠人体自身的动作产生反作用力来达到行走的目的，只能靠喷气背包代步。但走得多快和走得多远，却无法作出主观上的判断。因在广阔无垠的太空，除同速前进的飞船外，没有什么物体可作参照物，既难以判断速度的快慢，也难以判断距离的远近。同时，对看到的物体，也难以判断它的大小，会将遥远的星星看成是近在咫尺的小石头，而如果眼前飘着一片小小的锡纸片，却可能看作是远在天边的屏障。如果并排前行的飞船在转动，长时间盯它，更会使人晕头转向。

太空行走
从最早的系绳装置（世界上第一位太空行走的苏联航天员列昂诺夫就使用这种装置）、机械臂、“牧羊钩”装置、发展到手持式机动装置（HHMU，是最早的喷气机动装置，像一把手枪，有3个推力器，1个前喷，2个后喷，航天员用手控制各推力器的工作。但控制质量很差，稍有不慎就会飞离目标，需备有系绳装置才能返回原处重新飞行）、航天员机动装置（AMU，这是第一种喷气背包式装置，具有良好的飞行与控制精度，可以保持±0.03米的位置精度和±0.009每秒米的速度精度）、载人机动装置（MMU）和舱外活动救生辅助装置（SAFER）等。
所谓机动装置其实就是推动装置，就“太空喷气背包”，使用喷嘴喷出的高压气体，推动航天员的身体朝一定方向移动。机动装置都是和舱外航天服配套使用的。因此，也可以认为机动装置是舱外航天服的延伸，是航天员遨游太空的“座驾”。

太空试验
航天员机动装置（AMU）在美国的天空实验里曾使用这种机动装置，外形就像一位长途旅行者背在身后的背包，背包内装有高压氮气瓶，在背包周围装有14个喷嘴，分别指向上下、前后、左右。通过控制器打开喷嘴后，航天员不仅可以作上下、前后、左右移动，而且还能进行翻滚和旋转运动。它的最大优点是能准确地进行身体定位，能让身体保持任何姿势。可惜的是这种机动装置，仅在天空实验室内做过试验，没有正式进入太空使用过。

载人机动装置
（MMU）在航天飞机上使用。它是一个大型的喷气背包式机动装置，重154千克，高1.27米，宽0.86米，厚1.22米。在其呈长方体的8个角上共安装有24个推力器，每角3个，每个推力器的推力均为7.56牛。24个推力器分为主备份2组，在发生故障时可实现整个推力器的切换。推力器所用的推进剂为氮气，2个气瓶携有氮气11.8千克，能为航天员提供每秒20米的移动速度，而其控制系统的精度达到±1.25度并有自动姿态保持功能。该装置有左右两个控制手柄，平时处于收缩状态，当装到航天员背上后即自动伸出来，长短能够调节。航天飞机在每次飞行中都带有两个这种装置。载人机动装置在1984年中曾三次在航天飞机上使用，大出风头，原本是用作修复航天飞机外表面防热瓦的工具，由于当时防热瓦未发现有重大问题，为此坐了几年“冷板凳”，终于在修复和回收卫星中一展身手，仅仅在1984年就出手3次：第一次航天员背着该载人机动装置进行太空行走，最远走了100米；第二次航天员依靠该装置抓获了太阳峰年卫星，第三次两名航天员依靠该装置捉住了两颗未进入轨道的通信卫星。

舱外辅助装置
（SAFER）是20世纪90年代后，美国航空航天局又研制成功用于太空救生的新型机动装置，主要供国际空间站使用。它是一种小型轻质的装置，其体积为高0.35米、宽0.66米、厚0.25米、重37.6千克，平时不用时可以折叠起来放置。它也有24个氮气推力器，分别装在背包的4个角上，每角安装6个，每个推力器的推力为3.56牛，通过手动控制，航天员可以实现上下、左右、前后移动并能使航天员在太空中保持所需要的姿态，有利于救生。该装置在太空中能推动航天员以每秒3米的速度移动。

3、举例
苏联从20世纪60年代开始也进行过载人机动装置的研究，其典型代表作是用于暴风雪号航天飞机及和平号空间站的YMK装置。其总体构型与美国的MMU相类似，采用32个推力为5牛的氮气推力器，并分为2组可互作备份。航天员可获得每秒30米的移动速度。1990年俄罗斯航天员在太空行走时曾使用过，移动的距离最大可达100米。
~6.5小时。万一宇航员不能自己走回航天飞机，可以用牵引缆索把他拉回来。