Weltraumspaziergang: Eine „gefährliche Romanze“ erleben

Wie wir alle wissen, haben die Astronauten meines Landes während der Raumstationsphase bisher zwei Außenbordeinsätze durchgeführt, und beide waren ein voller Erfolg. Die Außenbordaktivitäten der Astronauten gelten zusammen mit dem bemannten Hin- und Rückflug zwischen Erde und Himmel sowie dem Rendezvous- und Andockmanöver als eine der drei Grundtechnologien der bemannten Raumfahrt. Sie spielen eine einzigartige und wichtige Rolle bei der Entwicklung der bemannten Raumfahrt, insbesondere bei Missionen wie der Errichtung von Raumstationen, der Durchführung von Wartungs- und Reparaturarbeiten im Weltraum sowie der Rettung im Weltraum. Schauen wir uns diese gefährliche und romantische Mission nun genauer an.

der erste Weltraumspaziergang eines Astronauten meines Landes während der Raumstationsphase

· Vier Ebenen der Weltraumumgebung

Außenbordaktivitäten von Astronauten werden auch als Weltraumspaziergänge bezeichnet. Außenbordaktivitäten sind der allgemeine Begriff für eine Reihe von Vorgängen, bei denen Astronauten bemannte Raumfahrzeuge oder auf anderen Himmelskörpern errichtete Stützpunkte verlassen, auf ihre eigenen Lebenserhaltungssysteme angewiesen sind, um im Weltraum oder auf der Oberfläche anderer Himmelskörper zu arbeiten und Aktivitäten durchzuführen, und dann zum bemannten Raumfahrzeug oder Stützpunkt zurückkehren. Zu den bemannten Raumfahrzeugen zählen hier Raumfahrzeuge, Space Shuttles, Raumstationen und Mondlandemodule.

Weltraumspaziergänge gehören zu den gefährlichsten Aufgaben der Weltraumforschung. Astronauten verlassen den Schutz des Raumschiffs und betreten allein den weiten Weltraum, wo sie mit einer Geschwindigkeit von fast 8 Kilometern pro Sekunde in der Umlaufbahn schweben. Gleichzeitig werden sie den Belastungen der rauen Weltraumumgebung ausgesetzt, beispielsweise Vakuum, starker Strahlung, Schwerelosigkeit und plötzlichem Wechsel von Kälte und Hitze.

Erstens verlieren Astronauten in einer Vakuumumgebung, wenn sie keinen wirksamen Schutz mehr haben, aufgrund von Sauerstoffmangel innerhalb von 15 Sekunden das Bewusstsein und sterben innerhalb von 30 Sekunden. Ohne atmosphärischen Druck würden das Blut und die Körperflüssigkeiten wie kochendes Wasser „kochen“, während sich Haut, Gewebe und Organe nach außen ausdehnen würden.

Zweitens gibt es im Weltraum keine Barriere durch die Erdatmosphäre und das Magnetfeld, und die Astronauten werden direkt verschiedenen kosmischen Strahlungen ausgesetzt sein, darunter Sonnenstrahlen, die bei Sonneneruptionen ausgestoßen werden, galaktische hochenergetische Teilchen und nichtionisierende Strahlung wie Ultraviolettstrahlen, Infrarotstrahlen und Radiofrequenzstrahlung. Diese Strahlungen können dem menschlichen Körper in unterschiedlichem Ausmaß Schaden zufügen. Werden die Sicherheitsgrenzen überschritten, kann es bei den Astronauten zu Strahlenkrankheiten und sogar zu lebensbedrohlichen Verletzungen kommen.

In der Schwerelosigkeit des Weltraums kommt es bei Astronauten zu Störungen des Gleichgewichtssinns, die zu einer „Weltraumkrankheit“ wie Schwindel, Übelkeit und Erbrechen führen. Länger anhaltende Schwerelosigkeit führt zu einer vermehrten Ausscheidung anorganischer Salze wie Kalzium, Phosphor und Magnesium im menschlichen Körper, was zu Osteoporose und Muskelschwund führt.

Darüber hinaus gibt es im Weltraum keine Luft, die Konvektion verschwindet und die Temperaturschwankungen sind sehr drastisch. Die Raumstation umkreist die Erde einmal in 90 Minuten. Die Hälfte der Zeit ist sie der Sonne ausgesetzt und die andere Hälfte wird von der Erde verdeckt. Bei Sonneneinstrahlung beträgt die Temperatur über 100 Grad Celsius, bei Blockierung sinkt sie auf minus 100 Grad Celsius. In dieser extremen Umgebung mit ihren abwechselnden, plötzlichen Temperaturschwankungen sind die mehrstündigen Weltraumspaziergänge der Astronauten sowohl körperlich als auch geistig eine große Belastungsprobe.

Astronauten müssen sich bei Weltraumspaziergängen diesen vier Ebenen der Weltraumumgebung stellen und der extravehiculare Raumanzug ist die ultimative Garantie dafür, dass sie diese Tests bestehen.

Chinesischer extravekulärer Raumanzug

Der extravehiculare Raumanzug besteht aus Kleidung, Helm, Handschuhen und Raumstiefeln. Am komplexesten ist dabei die Kleidung, die von innen nach außen aus 6 Schichten besteht. Die innerste Schicht ist die Auskleidung und das Urinsammelsystem; die zweite ist die flüssigkeitsgekühlte Belüftungsschicht zur Wärmeableitung; die dritte und vierte Schicht sind jeweils die druckluftdichte Schicht, die den Druck im Raumanzug aufrechterhält, und die Begrenzungsschicht, die die Ausdehnung der druckluftdichten Schicht nach außen begrenzt; die fünfte Schicht ist die Wärmedämmschicht, um den extremen Temperaturunterschieden außerhalb der Kabine standzuhalten; Die äußerste Schicht ist die Schutzschicht, die aus verschiedenen Faserverbundstoffen besteht, eine gute Weichheit aufweist und beständig gegen Eindringen, Verschleiß, hohe Temperaturen, Verbrennung, Korrosion und Strahlung ist und über weitere Geräteschnittstellen verfügt.

Darüber hinaus verfügt der extravehiculare Raumanzug auch über ein unabhängiges Lebenserhaltungssystem in Rucksackform, ein Gas-Flüssigkeit-Elektro-Unterstützungssystem sowie Mess-, Steuer- und Kommunikationsgeräte. Man kann sagen, dass es sich um ein äußerst kleines Raumschiff handelt.

· Vorbereitung auf den Weltraumspaziergang· Auch die Außenbordvorbereitungen der Astronauten vor einem Weltraumspaziergang sind sehr aufwendig. Sie müssen Hunderte von Geräten bedienen, was hohe Anforderungen an Fachkenntnisse und Bedienfähigkeiten stellt. Astronauten müssen die Form, den Standort, die Funktionsweise, die Bedienungsanleitungen und die damit verbundenen Aktionen aller Geräte kennen. Sie müssen sich viele Tage lang vorbereiten, bevor sie die Kabine verlassen, und sich auch am Tag der Abreise mehrere Stunden im Voraus vorbereiten.

Chinesische Astronauten überprüfen ihre Raumanzüge außerhalb des Raumschiffs

Die Astronauten ziehen zunächst ihre Außenbordanzüge an, führen eine Systemprüfung der Anzüge und des bordeigenen Andocksystems durch, „bohren“ dann in die Anzüge hinein, um ihre Größe anzupassen, überprüfen ihre Luftdichtheit und führen einen vollständigen Leistungstest durch, um sicherzustellen, dass alles normal ist. Während des Anziehens arbeiteten die beiden Astronauten zusammen. Einer bediente, während der andere zur Bestätigung die Bedienungsanleitung las und sicherstellte, dass alle Schritte kinderleicht waren.

Der zweite Schritt besteht darin, ein Training im Orbit durchzuführen. Nach dem Anlegen des Außenbordanzugs müssen Astronauten Bewegungen und verschiedene simulierte Operationen durchführen, um die Eigenschaften der Bewegung und Operation im Zustand der Schwerelosigkeit zu erleben. Obwohl es auf der Erde neutrale Auftriebstanks gibt, die ein Training in der Schwerelosigkeit ermöglichen, besteht im Vergleich zur realen Weltraumumgebung immer noch eine große Lücke.

Gleichzeitig müssen Astronauten die richtige Position zum Öffnen der Luke und den Drehpunkt für ihre Hände und Füße finden. Während des Trainings im Orbit müssen die Astronauten die gesamten Vorbereitungen für den Aufenthalt im Orbit und die Außenbordaktivitäten wiederholen, um sich mit den Verfahren für den Außenbordeinsatz vertraut zu machen. Der Umfang der Übungen sollte jedoch nicht zu groß sein, um einer Weltraumkrankheit vorzubeugen. Nach Abschluss dieser Aufgaben werden sich die Astronauten eine Zeit lang ausruhen.

Der letzte Schritt ist das Passieren des Tores und das Öffnen der Tür. Astronauten betreten und verlassen die Raumstation durch die Luftschleuse. Nachdem die Astronauten die Luftschleuse betreten haben, schließen sie die innere Kabinentür, setzen den Außenbordanzug unter Druck und atmen gleichzeitig Sauerstoff ein und stoßen Stickstoff aus, um eine Dekompressionskrankheit zu vermeiden.

Vorbereitung vor dem Verlassen der Kabine

In der Luftschleusenkabine wird der Druck langsam abgebaut. Wenn der Druck auf 3 kPa abfällt, wird der kombinierte Luft-Flüssigkeits-Anschluss des Außenbordanzugs vom Raumfahrzeug getrennt und der Anzug schaltet auf eine völlig autonome Sauerstoffversorgung und Kühlung um.

Wenn der Luftdruck auf etwa 1 kPa abfällt, kann die Außentür geöffnet werden. Beim Öffnen der Tür entriegeln Sie diese zunächst, warten Sie, bis der Druck innerhalb und außerhalb der Kabine ausgeglichen ist, und öffnen Sie dann die Tür vollständig. Vor dem Verlassen der Kabine müssen Astronauten die Kabinentür mit einer Schutzhülle abdecken, um Kratzer beim Betreten und Verlassen der Kabine zu vermeiden. Bei diesem Vorgang müssen die Astronauten stets eine Hand zur Stabilisierung ihres Körpers nutzen und alle Bewegungen einhändig ausführen.

Nach mehreren Stunden Vorbereitung können Astronauten offiziell Außenbordeinsätze durchführen.

· Koordination zwischen Himmel und Erde für Weltraumspaziergänge · Wenn Astronauten für einen Weltraumspaziergang die Kabine verlassen, unterliegen sie den Gesetzen der Physik. Es ist eine äußerst gefährliche Arbeit. Wenn sie nicht aufpassen, werden sie von der Raumstation ins All katapultiert. Sie müssen einen vollständigen Satz von Maßnahmen und technischen Spezifikationen befolgen.

Berechnungen in- und ausländischer Experten sowie den Erfahrungen der Internationalen Raumstation zufolge werden die Astronauten nach dem Verlassen der Kabine mehrere unterschiedliche relative Bewegungsbahnen zur Raumstation (bezogen auf den Abflugort) einhalten, und die Bewegungsbahnen der Astronauten sind im Allgemeinen elliptisch. Die Kraft und der Winkel, mit denen die Astronauten die Kabine verlassen, beeinflussen ihre Umlaufbahn während des „Weltraumflugs“. Wenn Kraft und Winkel leicht abweichen, fallen sie in den Raum. Daher müssen Astronauten über umfangreiche physikalische Kenntnisse verfügen und tausende Trainingseinheiten absolvieren, bevor sie Weltraumspaziergänge durchführen können.

Chinesische Astronauten führen Außenbordeinsätze durch

Bei der Durchführung von Außenbordeinsätzen müssen Astronauten ihre Sicherheitsseile befestigen. Um die Fortbewegung der Astronauten zu erleichtern, sind außerhalb der Kabine der Raumstation spezielle Handläufe angebracht, damit die Astronauten ihren Körper wie beim Klettern bewegen können, was gute Arm- und Körperkraft erfordert. Als die Astronauten in der Raumstationsphase meines Landes ihren ersten Weltraumspaziergang durchführten, nutzte einer die traditionelle Methode und verließ sich dabei auf die Handläufe außerhalb der Raumstation, während der andere die Hilfe eines Roboterarms in Anspruch nahm. Gleichzeitig arbeiteten die Subsysteme des Bodenmess- und Kontrollzentrums eng zusammen, um Kommunikationsverbindungen über die Tianlian-Satellitenreihe herzustellen und Hochgeschwindigkeits-Sprach- und Bildrelaisdienste für die Echtzeitbeobachtung des Status der Astronauten außerhalb des Raumfahrzeugs am Boden sowie für den Dialog und die Kommunikation zwischen den Astronauten und der Erde bereitzustellen.

Durch die Koordination zwischen Boden und Weltraum und die enge Zusammenarbeit innerhalb und außerhalb der Kabine schlossen die beiden Astronauten die Installation von Fußbegrenzern und Außenbordwerkbänken am Roboterarm ab, kooperierten miteinander, um Vorgänge wie die Montage relevanter Geräte außerhalb der Raumstation durchzuführen und schlossen gemeinsam den Hebevorgang der Panoramakamera außerhalb der Raumstation ab.

Während der zweiten Außenbordaktivität während der Raumstationsphase erledigten die beiden Astronauten Aufgaben wie die Installation der Außenbord-Expansionspumpengruppe und das Anheben der Panoramakamera D. Der gesamte Vorgang verlief reibungslos und erfolgreich, wodurch die Funktionstüchtigkeit der Außenbord-Raumanzüge meines Landes der neuen Generation, die Fähigkeit der Astronauten, mit dem Roboterarm zusammenzuarbeiten, sowie die Zuverlässigkeit und Sicherheit der zugehörigen Unterstützungsausrüstung für Außenbordaktivitäten weiter auf die Probe gestellt wurden.

Der zweite Weltraumspaziergang der Astronauten meines Landes während der Raumstationsphase

Um die Sicherheit der Weltraumspaziergänge der Astronauten zu gewährleisten, muss der beste Zeitpunkt für Außenbordaktivitäten gewählt werden, das sogenannte Außenbordfenster.

Bei der Wahl des Zeitpunkts ist die Sicherheit von Mensch und Gerät zu berücksichtigen und der Aufenthalt sollte möglichst an einem sonnigen Ort erfolgen. Wenn die Raumstation in einer niedrigen Erdumlaufbahn betrieben wird, überquert sie die Südatlantische Anomalie viele Male. Die anormale Strahlung in diesem Bereich beeinträchtigt elektronische Geräte und Instrumente und ist zudem sehr schädlich für den menschlichen Körper. Daher müssen Außenbordeinsätze so geplant werden, dass dieses Gebiet gemieden wird.

(Chinesische Luft- und Raumfahrtnachrichten)