Wie kann man es vermeiden, die Verteidigung im Weltraum zu durchbrechen? Die „zweite Haut“ der Astronauten kommt zur Rettung

Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung des bemannten Raumfahrtprogramms meines Landes wurden die Menschen Zeugen eines aufregenden Meilensteins nach dem anderen in der Raumfahrtindustrie. Vom Bau und der Wartung von Raumstationen bis hin zu Monderkundungsprogrammen sind die verschiedenen Missionen mit unterschiedlichen Herausforderungen und Risiken konfrontiert, die unterschiedliche Raumanzüge erfordern, um das Leben der Astronauten zu schützen. Sie sind wie die zweite Haut der Astronauten, bieten den zuverlässigsten Schutz in der extremen Weltraumumgebung und eröffnen ein neues Kapitel in der menschlichen Erforschung des Universums.

Chinas extravehicularer Raumanzug auf der Reise ins All

Am 27. September 2008 unternahm der chinesische Astronaut Zhai Zhigang den ersten Weltraumspaziergang. Mehr als 300 Kilometer über der Erde gab Chinas erster Außenbord-Raumanzug „Feitian“ sein beeindruckendes Debüt und markierte damit, dass mein Land das dritte Land der Welt ist, das die Technologie für Außenbordaktivitäten unabhängig beherrscht. Am 4. Juli 2021 verließen die Astronauten Liu Boming und Tang Hongbo, die die von China unabhängig entwickelten Außenbord-Raumanzüge der neuen Generation „Feitian“ trugen, erfolgreich das Knotenmodul des Kernmoduls Tianhe. Der Außenbord-Raumanzug „Feitian“ ist eine wichtige Ausrüstung für die Durchführung der chinesischen Raumstationsmission und verfügt über ein einzigartiges Designkonzept.

Astronaut Liu Bombing verlässt erfolgreich das Raumschiff in der neuen Generation des extravehicularen Raumanzugs „Feitian“

Der Raumanzug „Feitian“ für den Außeneinsatz ist von innen nach außen in sechs Schichten unterteilt, darunter eine Komfortschicht, eine luftdichte Backup-Schicht, eine luftdichte Hauptschicht, eine Begrenzungsschicht, eine Wärmeisolationsschicht und eine äußere Schutzschicht. Es verfügt über wichtige Funktionen wie Strahlenschutz, Temperaturregulierung und Druckregulierung und ist zudem mit einem kompletten Lebenserhaltungssystem ausgestattet.

"Feitian" extravehicular Raumanzug

Das Design des extravehicularen Raumanzugs „Feitian“ ist sehr raffiniert. Es ist schwer, aber nicht sperrig, beweglich und nutzt geschickt die bionische Struktur, um Gelenkbewegungen flexibler zu machen. In allen Gelenken der oberen und unteren Gliedmaßen werden luftdichte Lager verwendet, die den Händen und Füßen der Astronauten freie Bewegung ermöglichen und gleichzeitig die Luftdichtheit strikt gewährleisten. Der Rucksack verfügt über eine versiegelte Tür zum An- und Ausziehen des Raumanzugs. Im Inneren ist die lebenserhaltende Ausrüstung für den Außenbord-Raumanzug installiert und am unteren Ende der Rucksackschale ist eine Ersatzsauerstoffflasche angebracht. Das Verschließen der Packung erfolgt durch Spannen des Kabels und Betätigen des Verschlussgriffs.

Schlüsseltechnologien des extravehicularen Raumanzugs „Feitian“ zur Gewährleistung der Sicherheit des Lebens der Astronauten

Am 4. Juli 2021 verließen die Astronauten Liu Boming und Tang Hongbo erfolgreich das Raumschiff und präsentierten der Welt die von China unabhängig entwickelte neue Generation extravehicularer Raumanzüge „Feitian“. Bei dieser Flugmission spielten die Schlüsseltechnologien der neuen Generation des Außenbord-Raumanzugs „Feitian“ zur Gewährleistung der Sicherheit der Astronauten eine wichtige Rolle.

Der Außenbord-Raumanzug „Feitian“ ist eine wichtige Ausrüstung, um die Sicherheit der Astronauten in der rauen Umgebung des Weltraums zu gewährleisten. Seine Technologie ist komplex und entspricht einem bemannten Raumschiff im Miniaturformat. Es ist ein wichtiger Ausdruck der bemannten Raumfahrtfähigkeiten eines Landes.

Es besteht aus Kleidung, Helmen, Handschuhen und Weltraumstiefeln. Die innerste Schicht der Kleidung ist das Futter und die Urinsammelvorrichtung. Außerhalb der Auskleidung befindet sich eine flüssigkeitsgekühlte Belüftungsschicht zur Wärmeableitung. Weiter außen befindet sich eine druckluftdichte Schicht, um einen gewissen Druck zu erzeugen. Dann gibt es eine Begrenzungsschicht, um eine Ausdehnung nach außen zu verhindern. Außerhalb der Begrenzungsschicht befindet sich eine Isolierschicht, um große Temperaturschwankungen zu bewältigen. Die äußerste Schicht ist eine Schutzschicht mit mehreren Funktionen.

Der Helm des Feitian-Raumanzugs für den Außenbereich verfügt über ein extrem weites Sichtfeld. Das Sichtfenster besteht aus bis zu vier Schichten, von denen zwei mit hochreinem Stickstoff gefüllt sind, um ein Beschlagen zu verhindern. Die äußere Schicht des Gesichtsfensters ist ein Schutzspiegel und die äußerste Schicht ist ein beweglicher vergoldeter Filter. Wenn Astronauten mit dem Gesicht zur Sonne arbeiten, können sie die Maske herunterziehen, um zu verhindern, dass ihnen direktes Licht in die Augen scheint.

Schematische Darstellung des Helms der neuen Generation des Extravehicular Space Suit „Feitian“

Die Außenschicht der Handschuhe besteht aus Fasergewebe und verfügt über zwei luftdichte Schichten aus speziellem Isoliergummi, das hohen Temperaturen bis zu 100 °C standhält. Damit der Tastsinn der Astronauten erhalten bleibt, befindet sich an den Fingerspitzen der Handschuhe jedoch nur eine luftdichte Schicht. Die Stiefel bestehen aus Druckstiefeln und extravehicularen Wärmeschutzstiefeln, um den Füßen der Astronauten ausreichenden Schutz zu bieten.

Das „Bedienfeld“ von „Feitian“ befindet sich auf der vorderen Brust. Es dient zum Betrieb verschiedener Geräte und ist der Sitz ihres „Gehirns“. Da es für Astronauten nach dem Anziehen ihres Außenbord-Raumanzugs schwierig ist, den Schalter auf ihrer Brust zu sehen, ist Feitian mit einem kleinen Spiegel am linken Handgelenk ausgestattet, sodass Astronauten ihn mithilfe des Spiegelbilds beobachten können.

Darüber hinaus befindet sich auf der Rückseite des Raumanzugs ein tragbares Lebenserhaltungssystem, das Sauerstoff und andere lebensnotwendige Substanzen bereitstellt. Wenn der Weltraumspaziergang lange dauert, ist er außerdem mit einem Wasserbeutel und einem Langloch zum Platzieren von Nahrungsriegeln ausgestattet.

Der von der Raumstation meines Landes verwendete Außenbordanzug „Feitian“ ist einer der modernsten Raumanzüge der Welt und untrennbar mit den gemeinsamen Anstrengungen der Luft- und Raumfahrtarbeiter verbunden. Nachdem die Luft- und Raumfahrtindustrie mittlerweile das Stadium der Monderkundung erreicht hat, hat das Forschungs- und Entwicklungsteam, um mit der komplexen Umgebung des Mondes zurechtzukommen, einen neuen Raumanzug entworfen und entwickelt – den Mondanzug.

Mondanzug: Geboren für die Erkundung des Mondes

Chinas Mondanzug feiert Premiere

Am 28. September 2024 wurde in China erstmals das Aussehen des Mondlandeanzugs enthüllt. Der Mondanzug wurde auf Grundlage des extravehicularen Raumanzugs entwickelt und gestaltet. Im Vergleich zum extravehicularen Raumanzug ist der Mondanzug stärker integriert und die externen Ausrüstungskomponenten sind miniaturisiert und integriert, sodass er eher einem echten „Kleidungsstück“ gleicht. Er übernimmt viele fortschrittliche Technologien und Designkonzepte des Außenbord-Raumanzugs und weist darüber hinaus eine Reihe von Innovationen und Verbesserungen auf, die auf die besonderen Bedingungen auf der Mondoberfläche zugeschnitten sind.

Die Umgebung auf dem Mond ist extrem rau und auf der Oberfläche herrschen enorme Temperaturunterschiede zwischen Tag und Nacht. Die Temperatur kann tagsüber 127 °C erreichen und nachts auf -183 °C fallen. Der Mondanzug verwendet hocheffiziente Wärmedämm- und Wärmespeichermaterialien, um die Sicherheit der Astronauten bei extremen Temperaturen zu gewährleisten. Diese Materialien haben normalerweise eine mehrschichtige Struktur, einschließlich reflektierender Schichten, Wärmedämmschichten und Wärmeschutzschichten. Um sich noch besser an die Temperaturschwankungen auf der Mondoberfläche anzupassen, ist der Mondanzug außerdem mit einem fortschrittlichen Temperaturregulierungssystem ausgestattet. Dieses System kann die Temperatur im Raumanzug automatisch an die körperliche Verfassung des Astronauten und Temperaturänderungen in der äußeren Umgebung anpassen. Das Temperaturkontrollsystem umfasst normalerweise Heizelemente, Kühlelemente und Temperatursensoren.

Die Mondoberfläche besitzt keine schützende Atmosphäre und ist der kosmischen Strahlung und der Sonneneinstrahlung direkt ausgesetzt. Daher berücksichtigt die Konstruktion des Mondanzugs auch die Anforderungen des Strahlenschutzes. Beispielsweise verfügt die Maske des Mondanzugs über ein Panorama-Blendschutzfenster, das den Einfallswinkel der Strahlung minimieren und den Strahlenschutz verbessern kann.

Die Oberfläche des Mondes ist mit Staub bedeckt, der sehr fein ist und eine gewisse Haftung aufweist. Um zu verhindern, dass Staub in den Raumanzug eindringt und den Körper des Astronauten schädigt, bestehen die Außenschicht und die Maske des Mondanzugs aus verschleißfesten und antiadhäsiven Materialien, die das Anhaften von Staub wirksam blockieren können. Gleichzeitig wurden die Fugen und Dichtungen des Mondanzugs speziell entwickelt, um das Eindringen von Staub zu verhindern.

Verbesserte Gelenkkonfiguration des Mondanzugs

Darüber hinaus ist der Grund, warum der Mondanzug die Aktivitäten der Astronauten auf dem Mond über einen langen Zeitraum hinweg unterstützen kann, untrennbar mit seinen einzigartigen funktionalen Eigenschaften verbunden. Der Mondanzug versorgt die Astronauten mit dem notwendigen Sauerstoff, reguliert die Temperatur und entfernt Kohlendioxid über sein Lebenserhaltungssystem und schützt so wirksam das Leben der Astronauten. Gleichzeitig kann durch Druckschutz ein angemessener Innendruck aufrechterhalten werden, um zu verhindern, dass die Vakuumumgebung den Astronauten Schaden zufügt. Darüber hinaus ermöglicht das Kommunikationssystem den Astronauten eine reibungslose Kommunikation mit dem Bodenkontrollzentrum und die Energieversorgung sorgt für eine kontinuierliche Stromversorgung der Geräte und Systeme. Aus diesem Grund können Astronauten lange Zeit auf dem Mond bleiben.

In Zukunft wird Chinas Raumfahrtprogramm das Design und die technologische Innovation des Feitian-Außenbord-Raumanzugs und des Mondanzugs weiter verbessern, sodass diese einen größeren Beitrag zum Bau von Raumstationen und zur Monderkundung leisten und die menschliche Erforschung des Weltraums stark unterstützen können.

Einige der Informationen stammen von CCTV.com, Science Popularization China und Guangming Online.

(Wissenschaftliche Überprüfung: Li Liang, Mitglied des Ausschusses für Wissenschaftspopularisierung und -bildung der Chinesischen Weltraumgesellschaft)