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出舱活动对心血管系统的影响
舱外活动(EVA)是指航天员离开座舱在太空的微重力环境或其他星球中从事的运动,它是保障航天中航天员正常生活和工作及未来太空探险必不可缺少的一项活动.在载人航天计划的实施过程中,EVA已从偶尔、短暂的事件演变为长时间的、极富成效和大有用处的航天员工作,成为载人航天获得迅速发展的重要因素.从1965年3月18日苏联航天员列昂诺夫完成首次EVA,截至2005年底,共有154名航天员完成了245次EVA,EVA达474人次,在舱外停留的时间累计236 h 45 min.自从国际空间站计划实施后,EVA成为国际空间站主要任务之一.空间站的组装、维修和试验都离不开EVA.我国在2008年发射的"神舟"7号上也将进行我国首次出舱活动.因此,了解EVA对航天员身体的影响,保障航天员在EVA中的健康、安全和有效工作是航天医学家的重要职责.
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航天员舱外活动中典型动作的分类统计与分析
目的 用统计学方法分析航天员舱外活动(EVA)典型动作工效学问题,为下一步EVA提供参考.方法 依据NASA对1965～1997年间EVA的描述,将编年体数据进行编辑,建立数据库,分析EVA典型动作及航天员主观感受步及的工效学问题.结果 统计发现,开关舱门、螺栓连接、连接断开接头、更换设备动作较多;脚限位器固定、沿扶手行走、按按钮、运输货物、敲击动作较少.主观感受中常见问题是冷;其次是出舱活动累,难度大,工具使用不便;后是眼睛不适及手套灵活性问题.结论 本研究对于EVA相关的任务预研、地面训练、工效实验和航天员动作仿真具有参考价值.
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舱外航天服动力学模型
目的根据舱外航天服的实际结构,建立舱外航天服的简化的动力学模型.方法考虑舱外航天服的各部分的质量、惯量、各关节活动性能以及航天服施加给航天员的服装力矩,对舱外航天服各部分几何形状进行了简化,并给出了计算航天服各部分惯量的公式.采用经典Preisach模型定量地描述了航天服服装力矩迟滞曲线特性. 结果得到了考虑质量、惯量以及服装力矩的舱外航天服动力学模型. 结论本文建立的模型为进行计算机动态仿真航天员舱外活动提供了一定的基础.
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舱外航天服温控系统的研究现状与展望
随着出舱活动时间的增长,对舱外航天服的温控提出了更高的要求.本文综述了舱外航天服温控系统的研究进展,对辐射器、冰盒、金属氢化物热泵、相变储热/辐射器式热沉和升华器等几种热沉方案进行了比较分析.论述了自动温控应满足的要求,并分析了已有的航天服自动温控方案.后展望了航天服温控系统的发展趋势.
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舱外航天液冷服传热分析
简单介绍了舱外航天液冷服的结构、功能,分析了通风气体与液冷服基础服装间的对流换热、液冷服的传热传质过程,给出了液冷服传热传质数学模型.通过舱外航天服液冷通风系统与人体的联合热生理实验,该模型得到了验证,并为舱外航天服液冷通风系统的设计提供了依据.
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航天服压力防护技术发展与构想
在载人航天任务中,航天服压力防护功能是为人体建立起赖以生存的压力环境,压力服作为实现压力防护和工效保障能力的基本载体,是航天服设计改进的核心部分.本文通过回顾压力服在早期技术验证、随登月任务和载人空间实验室、航天飞机任务和空间站建设运营各不同阶段任务需求的发展历程,总结了航天服压力服防护技术的演变特征.针对未来空间探索目标的环境特点以及多目的地的任务规划,开展了后续航天服压力防护技术需求分析.在此基础上,结合压力制度选择、结构实现形式以及材料工艺能力等方面分析,提出了短期可能实现的变压力制度软式压力服和作为长期目标的局部机械反压式压力服的方案构想和关键技术,为未来先进航天服的发展和研制提供参考.
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航天员舱外活动生物力学仿真及验证
目的 目前航天员舱外活动所建的航天员生物力学模型缺乏人体解剖信息,且未见合理的验证方法；本文旨在给出相应解决方法,为航天员舱外活动仿真的进一步应用提供依据.方法 选取典型舱外活动实例,建立带有肌肉作用力的航天员上肢反向运动学、动力学模型并进行仿真计算；利用运动学结果驱动OpenGL软件生成动画,实现运动学验证,进而辅以实物模型完成模型的动力学验证.结果 运动学验证表明计算结果的正确性,动力学验证及仿真所得两块肌肉力结果的平均相对误差分别为14.54％和0.91％.结论 本文建立了合理的航天员上肢模型,并进行了仿真计算；该仿真结果可信,提出的验证方法可行,为航天员舱外活动的生物力学仿真及验证提供支持.
