飛天艙外航太服

<image>

飛天艙外航太服，是中國載人航天工程出艙活動使用的一種艙外航太服，共有兩代，由中國航天員科研訓練中心研製。該艙外航太服為航太員在太空提供生命保障、安全防護和通信保障，是航太員出艙活動的主要裝備。

2008年9月27日，在神舟七號任務中，航太員翟志剛穿著該航太服，完成了中國首次空間出艙活動。

自2021年中國空間站的建設開始後，已有多名中國航天員穿著改進後的第二代飛天艙外航太服完成了多次出艙活動。其中，2024年12月17日，神舟十九號乘組中的蔡旭哲、宋令東穿著第二代飛天艙外航太服執行的出艙活動，時長約9小時6分鐘，使得飛天艙外航太服成為了人類單次太空出艙時長最長的航太服。

## 歷史

20世紀70年代，中國首次進行載人航天嘗試，研製航太服的嘗試以失敗告終，此後中國航天服研製停滯30多年。

2004年4月，中國和俄羅斯簽署了從俄羅斯「星辰」科研製造聯合體引進「海鷹」艙外航太服的合作合同。俄方為中方研製生產了供飛行用的「海鷹」艙外航太服3套，供低壓訓練用的艙外航太服2套、供水槽訓練用的艙外航太服4套，以及艙載對接系統4套，其中飛行用和低壓訓練用的航太服的供電和通信等設備由中方配套研製。

### 研製過程

<image>

2004年7月，中國為執行空間艙外活動任務，決定研製艙外航太服。由責任總設計師李潭秋在中國航天員科研訓練中心領頭研製。

2005年3月，西安微電子技術研究所開始進行航太服數管設備、生理信號放大器、報警信號放大器等設備研製生產任務。

2005年5月，鄭州航太電子技術有限公司開始進行航太服電纜網研製生產。

2006年2月，航太服軀幹殼體在運載火箭總裝廠開始研製生產。

2006年6月，航太服第一套總裝產品完成。同年9月30日，航太服完成初樣設計評審，正式轉初樣階段。

2007年，艙外航太服轉正樣研製。2007年底到2008年初，中國第一套艙外航太服及各項配套產品陸續交付。

2008年4月，航太服通過接口匹配聯試；同年5月和6月，模擬航太員穿著艙外航太服兩次在低壓艙通過了人——服裝，人——飛船——服裝驗證試驗。

2008年6月，第一代艙外航太服完成通過驗收。

## 設計

### 第一代飛天艙外航太服

<image>

第一代「飛天」艙外航太服質量為120千克，高2米，配有1.30米高的生命保障系統背包，可支持至少4小時的艙外活動，能重複使用5次以上，價值3000多萬人民幣，具有供氧、溫控、二氧化碳吸收等環境控制、生命保障與安全防護功能，具備資訊採集傳輸、通信能力。航太服採用整體擬人形態半硬式密封結構，即從腰部以上的軀幹是硬式結構，四肢為軟式結構，採用後背鉸鏈門式穿脫機構。航太服從上到下依次是頭盔、上肢、軀幹、下肢、壓力手套、靴子，適應身高為165至175厘米。

艙外航太服頭盔面窗有4層，設計有兩層加壓結構，外面是防護層結構，鍍金濾光面窗起到視覺保障作用；頭盔設計有攝像頭，可拍攝航太員出艙操作；頭盔兩側各有一個照明燈，同時有洩露報警指示燈和語言報警。艙外航太服整體從內到外分為6層，包括由防靜電棉布的舒適層、橡膠質地的備份氣密層、複合關節結構組成的主氣密層、滌綸面料的限制層、通過熱反射來實現隔熱的隔熱層、最外面的外防護層。軀幹達到7層，最厚的掛包有20層。

艙外航太服軀幹殼體為鋁合金薄壁硬體結構，壁厚為1.5毫米，抗壓能力超過120千帕。服裝的氣液控制台，可自動控制氣體液體流動，使航太員得到適宜的空氣和溫度。航太服最外層的防護材料耐受正負100攝氏度以上的溫差變化；服裝攜帶的氧氣瓶，採用複合壓力，既保證安全又能帶儘可能多的氧氣。航太服溫度系統可以保證24-28攝氏度左右範圍。艙外航太服在關節設計採用了「蝦」結構，相比其他航太服依靠擠壓變形的波紋結構，更加保證了關節靈活和密封性。

生命保障系統背包作為航太服穿脫口的密封門，其殼體內安裝艙外航太服生保設備，殼體下端安裝有掛包、備用氧瓶等。背包關閉通過拉緊鋼索和操作關閉手柄完成。壓力手套外層為纖維織物，有2層氣密，使用特殊隔熱橡膠材料，可耐受100℃高溫；為保持觸覺指尖部分採用1層氣密層。

第一代「飛天」艙外航太服無動力裝置。艙外航太服胸甲右下側伸出了兩根一長一短橘黃色安全繫繩，其內部有彈簧，最長可拉至3米，能夠承受一噸的拉力。繩的另一端是兩個掛鉤，可以在艙外活動時在軌道艙壁的扶手上固定。航太服腰部左側有一根與飛船相連的8米長的「電臍帶」，可用於傳輸航太員生理參數，也可作為安全繫繩的備份。穿脫時間在地面上可自行在2至3分鐘內穿脫。在太空中，從準備工作到完全穿好服裝，大約15個小時。

- 參數
- 工作壓力： 40kPa
- 質量： 120kg
- 艙外生命保障時間：至少4小時
- 可靠係數： 0.997
- 重複使用： 5次以上
- 參數
- 氣體洩漏率：不大於2升/分鐘
- 應急供氧時間：不小於30分鐘
- 平均散熱量： 300瓦
- 外層耐溫：正負110°C
- 抗壓能力： 120kPa

### 第二代飛天艙外航太服

<image>

改進後的飛天艙外航太服在2021年7月4日的神舟十二號乘組首次出艙活動中第一次亮相。和初代相比，第二代飛天艙外航太服的主要改進有：

- 適應身高由165-175厘米擴展至160-180厘米
- 自主工作時間從四小時提高至八小時
- 設計使用次數從兩年五次提高到三年十五次

艙外航太服的軀幹外殼裝有電控台、氣液控制台、氣液組合插座、應急供氧管、電臍帶，其中電控台里有照明、數碼管控、機械式壓力表等9個開關，漢語詞典大小的氣液控制台里集成了20多種閥門。全部設備採用數位訊號處理，顯示螢幕則採用最先進的有機發光顯示器技術，使顯示器更大、更薄、更省電、更能耐受高低溫，顯示色彩更艷麗。

第二代飛天艙外服也是首次在考慮兩性需求的前提下進行設計，即專門設計了適合女性使用的版本。該版本對航太服下肢進行了一些更適體性的版型優化，對關節對位機制進行了專門設計，能滿足適應體型瘦小的航太員的需求。編號為「C」的第三套配置在中國空間站的飛天艙外服即是這一版本。

製作第二代飛天艙外航太服的耗時很長，僅下肢限制層就需要260多個小時，頭盔面窗的製作需要經過47道工序，裝配一整套艙外航太服則需要近四個月。

第二代飛天艙外航太服的造價約3000萬元人民幣。

第二代飛天艙外航太服（第一批）共運送了3件至天宮空間站。

- 參數
- 工作壓力： 40kPa
- 質量： 130kg
- 艙外生命保障時間：至少8小時
- 可靠係數： 0.997
- 重複使用： 3年，15次以上
- 參數
- 氣體洩漏率：不大於2升/分鐘
- 應急供氧時間：不小於30分鐘
- 平均散熱量： 300瓦
- 外層耐溫：正負110°C
- 抗壓能力： 120kPa

#### 第二代飛天艙外航太服（第二批）

第二代飛天艙外航太服（第二批）共3件，其中2件於2025年7月15日、1件於2026年5月11日運送至天宮空間站。主要改進是提高了設計壽命，由第一批的不少於3年15次提升為不少於4年20次。另外，在熱舒適性、人機操作界面、操作安全性等方面也進行了優化改進。

## 任務

### 神舟七號

神舟七號任務使用了一套第一代飛天艙外航太服和一套海鷹航太服。2008年9月27日16時34分，航太員翟志剛首次穿著飛天艙外服，完成了中國首次出艙活動，並向安裝在艙外的攝影機揮手和揮動五星紅旗。翟志剛其後取回艙外裝載的固體潤滑實驗試驗樣品，並開始太空漫步。16時58分，航太員成功完成艙外活動，返回軌道艙內，出艙活動持續時間25分23秒，「太空漫步」大約10分鐘。

神舟七號任務結束後，該艙外服主體被留在軌道艙內，後來一同再入燒毀。不過它的手套被帶回地面保存展示。

### 天宮空間站

<image>

先後共有2批次6套第二代飛天艙外航太服隨太空飛行器發射入軌，配置在天宮空間站，編號依次為A、B、C、D、E、F，其中A~C為第一批，D~F為第二批。為了在多名航太員同時使用飛天艙外服進行艙外活動時方便區分，服裝配有標識色帶，A、D為「國旗紅」，B、E為「太空藍」，C為「國旗黃」，F顏色暫未公布。A和B於2021年4月29日隨天和核心艙發射，自神舟十二號第一次出艙活動（總第1次）起開始使用；C則於2021年9月20日由天舟三號運送至天宮空間站，自神舟十三號第一次出艙活動（總第3次）起開始使用。較3年15次的設計壽命，A、B經評估後，實際延壽使用了4年（近）20次。D、E於2025年7月15日由天舟九號送達，在2025年12月9日神舟二十一號乘組的首次出艙中啟用。F於2026年5月11日由天舟十號送達。

2021年7月4日8時11分，神舟十二號乘組航太員劉伯明開啟天和核心艙節點艙出艙艙門，11時02分，航太員劉伯明、湯洪波身著新一代飛天艙外航太服先後從天和核心艙節點艙出艙，完成在機械臂上安裝腳限位器和艙外工作檯，14時57分，經過約7小時的出艙活動，航太員劉伯明、湯洪波安全返回天和核心艙。

2026年1月19日，艙外航太服B搭乘神舟二十號返回地面，成為中國首套返回地面的艙外服。它將首先被用於後續艙外服的技術研究，助力望宇登月服的研製，其後可能會面向公眾開放參觀。

編號｜出艙任務｜開始時間 （UTC+8）｜結束時間 （UTC+8）｜時間長度｜航太服使用者

艙外航太服A （紅色飾帶）｜艙外航太服B （藍色飾帶）｜艙外航太服C （黃色飾帶）｜艙外航太服D （紅色飾帶）｜艙外航太服E （藍色飾帶）

1｜神舟十二號 第1次｜2021年7月4日 08:11｜2021年7月4日 14:57｜6小時46分鐘｜劉伯明｜湯洪波

2｜神舟十二號 第2次｜2021年8月20日 08:38｜2021年8月20日 14:33｜5小時55分鐘｜聶海勝｜劉伯明

3｜神舟十三號 第1次｜2021年11月7日 18:51｜2021年11月8日 01:16｜6小時25分鐘｜翟志剛｜王亞平

4｜神舟十三號 第2次｜2021年12月26日 18:44｜2021年12月27日 00:55｜6小時11分鐘｜翟志剛｜葉光富

5｜神舟十四號 第1次｜2022年9月1日 18:26｜2022年9月2日 00:33｜6小時7分鐘｜陳冬｜劉洋

6｜神舟十四號 第2次｜2022年9月17日 13:35｜2022年9月17日 17:47｜4小時12分鐘｜陳冬｜蔡旭哲

7｜神舟十四號 第3次｜2022年11月17日 11:16｜2022年11月17日 16:50｜5小時34分鐘｜陳冬｜蔡旭哲

8｜神舟十五號 第1次｜2023年2月9日 17:10｜2023年2月10日 00:16｜7小時6分鐘｜費俊龍｜張陸

9｜神舟十五號 第2次｜2023年3月2日｜2023年3月2日｜合計大於19小時54分鐘｜費俊龍｜張陸

10｜神舟十五號 第3次｜2023年3月30日｜2023年3月30日｜費俊龍｜張陸

11｜神舟十五號 第4次｜2023年4月15日｜2023年4月15日｜費俊龍｜張陸

12｜神舟十六號 第1次｜2023年7月20日 13:45｜2023年7月20日 21:40｜7小時55分鐘｜景海鵬｜朱楊柱

13｜神舟十七號 第1次｜2023年12月21日 14:10｜2023年12月21日 21:35｜7小時25分鐘｜湯洪波｜唐勝傑

14｜神舟十七號 第2次｜2024年3月2日 05:40｜2024年3月2日 13:32｜7小時52分鐘｜湯洪波｜江新林

15｜神舟十八號 第1次｜2024年5月28日 10:35｜2024年5月28日 18:58｜8小時23分鐘｜葉光富｜李廣蘇

16｜神舟十八號 第2次｜2024年7月3日 16:19｜2024年7月3日 22:51｜6小時32分鐘｜葉光富｜李聰

17｜神舟十九號 第1次｜2024年12月17日 12:51｜2024年12月17日 21:57｜9小時6分鐘｜蔡旭哲｜宋令東

18｜神舟十九號 第2次｜2025年1月20日 16:55｜2025年1月21日 01:12｜8小時17分鐘｜蔡旭哲｜宋令東

19｜神舟十九號 第3次｜2025年3月21日 13:45｜2025年3月21日 20:50｜7小時5分鐘｜蔡旭哲｜宋令東

20｜神舟二十號 第1次｜2025年5月22日 08:50｜2025年5月22日 16:49｜7小時59分鐘｜陳中瑞｜陳冬

21｜神舟二十號 第2次｜2025年6月26日 15:04｜2025年6月26日 21:29｜6小時25分鐘｜陳中瑞｜陳冬

22｜神舟二十號 第3次｜2025年8月15日 16:00｜2025年8月15日 22:47｜6小時47分鐘｜王傑｜陳冬

23｜神舟二十號 第4次｜2025年9月25日 19:45｜2025年9月26日 01:35｜5小時50分鐘｜王傑｜陳中瑞

24｜神舟二十一號 第1次｜2025年12月9日 10:28｜2025年12月9日 18:45｜8小時17分鐘｜張陸｜武飛

25｜神舟二十一號 第2次｜2026年3月16日｜2026年3月16日 19:35｜約7小時｜張陸｜武飛

26｜神舟二十一號 第3次｜2026年4月16日｜2026年4月17日 19:35｜約5小時30分鐘｜張陸｜武飛

航太服合計使用次數｜19｜20｜7｜3｜3

航太服合計使用時間｜大於133小時58分鐘｜大於139小時20分鐘｜42小時14分鐘｜約20小時47分鐘｜約20小時47分鐘

航太服單次平均使用時間｜約7小時3分鐘｜約6小時58分鐘｜6小時2分鐘｜約6小時56分鐘｜約6小時56分鐘

## 軼事

<image>

飛天艙外航太服右臂的「飛天」兩字是由時任中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席胡錦濤題寫，「飛天」兩字下方繡有兩個敦煌的飛天美女，形象來自莫高窟壁畫的飛天形象。

神舟七號的飛天艙外航太服未能完整帶回地面保存。受限於返回艙返回重量限制，除手套外，它的大部分部件與海鷹艙外航太服一同被丟棄在軌道艙內，隨軌道艙軌道衰減墜入大氣層燒毀。而手套則被帶回地面，並作為展品與當時使用的國旗一同展出。

天宮空間站艙外航太服B於2026年1月19日由神舟二十號搭載返回，成為中國首套返回地面的艙外服。

## 基本資料

- 太空飛行器類型：航太服
- 發射重量：130 kg
- 製造商：中國航天員科研訓練中心
- 設計：中國航天員科研訓練中心、總設計師：李潭秋
- 國家：中華人民共和國
- 營運：中國載人航天工程辦公室
- 應用：艙外活動
- 狀態：現役
- 已建造：7
- 已發射：7
- 運行中：3
- 退役：4
- 首次發射：2008年9月27日