2008年9月25日21点10分，“神舟7号”一飞冲天。此举标志着中国载人航天技术将达到一个新水平，并成为世界上第3个完全独立实现太空行走的国家。载人航天是当今高技术中最具挑战性的领域，能体现一个国家的综合国力和整体科技水平。
　　中国航天员进行首次太空行走，也引起了国人对太空行走技术的极大关注，不禁提出了太空行走有什么意义、需要哪些设备、怎样进行训练等一系列问题。
　　
　　太空行走用途广
　　
　　太空行走是载人航天活动中一项十分复杂而又必须突破的关键技术，它主要用于维修航天器和大型航天器的太空组装。中国航天界有句话叫“造船为建站，建站为应用”，所以，掌握出舱活动技术主要是为以后建立空间站、进行太空组装或维修做准备。
　　美国人曾通过太空行走修复了“天空实验室”等重要航天器。苏俄航天员利用太空行走修复过礼炮号空间站和组装、维修了和平号空间站。当前正在建造的“国际空间站”只能由航天员采用多次出舱活动才能在轨组装建成。另外，通过太空行走，可以完成发射或回收卫星等服务性工作，美国已多次在轨回收、维修和释放了“太阳峰年卫星”和“哈勃”空间望远镜等卫星。2008年10月，美国将第5次在轨维修和升级“哈勃”空间望远镜。国外航天员利用太空行走完成了多项科学实验，最典型的例子就是“阿波罗”登月航天员在月面行走时所完成的科学实验。今后，在建造月球基地或载人登火星的过程中，更是离不开太空行走了。不过，各国航天员刚开始进行太空行走时一般都是为了验证这项技术。
　　到2007年底，全世界航天员共完成342人次太空行走，其中美国207人次，苏联/俄罗斯125人次，其他国家10人次。
　　不过，大家知道，太空的高真空、高洁净、强辐射等环境对人体来说是一个致命的环境，人一旦暴露在太空中将面临失压、缺氧、低温和辐射损伤4大危险。所以，人要离开航天器进入开放的太空，必须使用复杂的出舱活动系统硬件，它包括气闸舱或舱门，舱外航天服和生命保障系统的安全带和限制装备，载人机动装置三大系统以及出舱活动用的特制工具，其中前三样缺一不可，而且任何一样出现故障都会有危险。
　　
　　出舱活动有门户
　　
　　有些人以为太空行走是航天员在太空散步，其实，太空行走分两种形式，第一种是航天员到载人航天器舱外，第二种是在月面行走。最常见的第一种形式与人们在地面行走完全不同，是一种不是行走的“行走”，因为宇宙真空无路可走；且航天员在太空处于失重状态，飘来飘去也没法行走，他们移动身体是靠手、机械臂或机动装置，不是通过脚。为了方便航天员的行动，设计人员在航天器的里外都安装了一些扶手，航天员可用手握住一个一个扶手来回移动身体。所以，太空行走只是一种俗称，严格地讲应该叫“出舱活动”。
　　在《太空旅行》一书中，俄罗斯的齐奥尔科夫斯基率先从科学意义上提出了出舱活动设想，并认为要实现出舱活动须给航天员提供航天服、气闸舱和安全绳索。
　　


　　由于太空环境恶劣，所以航天员出舱必须穿着特制的舱外活动航天服，携带生命保障系统等。然而，要进行太空行走首先要使用的一个重要设备是气闸舱。它是航天员出舱活动的门户，居于两个大气压力不同的空间之间的一个舱室，一般两边装有两扇不透气的门，目的是防止两个空间之间的气体交流，所以也叫“气压过渡舱”。
　　气闸舱是一种航天员出舱活动的门户，用于密封舱与宇宙真空之间的隔离，有四大用途：
　　一是为了节省载人航天器内的气体，防止在航天员打开舱门进行宇宙空间时载人航天器内的气体大量流失。
　　载人航天器的气闸舱一般有2个舱门（也叫闸门），一个与座舱连接叫内舱门（也叫内闸门），另一个是可通向宇宙空间的外舱门（也叫外闸门）。航天员出舱时先走出内舱门，然后关闭内舱门，把气闸舱逐步减压到真空状态，这时就可打开外舱门进入宇宙空间了。航天员返回气闸舱时按相反的顺序操作，即航天员返回气闸舱后，先关闭外舱门，然后逐步恢复气闸舱的压力，当气闸舱内的压力与座舱内的压力相等时，就可以打开内舱门了。这个过程有点类似轮船过大坝水闸。
　　二是在航天员出舱前对大气压力进行调节，预防航天员在进行太空行走时得减压病，影响太空行走任务的完成，甚至航天员的生命安全，因为目前所有载人航天器内都是1个大气压，而航天员出舱活动穿的舱外航天服内的压力较低，如果航天员从高压环境迅速转为低压环境，就很容易患减压病。但航天员在气闸舱内，通过高低压环境之间的逐步过渡，以及采取吸氧排氮措施，则能预防减压病。所以，气闸舱内一般还装有吸氧排氮设备。
　　三是泄压和复压，使航天员可以方便地打开舱门进入宇宙空间，以及在航天员回到舱内后恢复气闸舱内的压力。
　　四是简化出舱活动系统的设计，提高太空行走的安全性。
　　因此，气闸舱是航天员进行太空行走时的必经之路。
　　与神舟6号开关一个舱门相比，神舟7号要开关2个舱门。在任务过程中它们是否能被顺利开关好而不漏气，直接关系到航天员的生命安全，所以被称之为“生死之门”。（前）苏联联盟11号飞船在返回地面的过程中，就是因为飞船漏气，导致3名航天员因窒息和体液沸腾而死亡。为此，技术人员对神舟7号的舱门做了几百次各种压力下的试验。
　　神舟7号飞船总指挥尚志说，由于舱外是真空，所以出舱首先要把轨道舱里的压力泄放掉。泄放压力很简单，只要摁一下一个放气开关，就可以打开直接泄放。这样内外压力平衡，舱门才能打开，航天员才能出得去。航天员返回航天器后则要恢复轨道舱里的压力。因此，神舟7号上必须有一个设施具有泄压和复压功能。
　　
　　航天员的护身服
　　
　　


　　太空环境非常恶劣：没有气压，没有氧气，阳光下温度高达120℃，背阴处温度低于零下100℃，还有大量的宇宙辐射。因此，在出舱活动中最重要的装备是舱外航天服，该技术十分复杂，一套装有便携式生命保障系统的舱外航天服就相当于一个微型载人航天器，质量有100多千克（舱内航天服质量为10千克）。它将航天员的身体与太空恶劣环境隔离开来，并向航天员提供一个相当于地面的工作环境，同时提供氧气、正常气压、排放二氧化碳、维持舒适的温度和抵御宇宙辐射等维持生命所需的各种条件。
　　舱外航天服由服装、头盔、手套和航天靴等组成，其中结构最复杂的是服装，由多层组成。最里层是液冷通风服的衬里；衬里外是液冷通风服，这种服装由尼龙弹性纤维和穿在上面的许多输送冷却液的塑料细管制成；液冷通风服外是加压气密层；然后是限制加压气密层向外膨胀的限制层；最外面的防护层除要有防高热、防磨损和保护内部各层的功能外，还要有防太阳辐射的功能和连接其它装具的接口。例如，与航天员舱外活动时的“脐带”连接，与身背携带式生保环境装备、载人机动装置的连接等。
　　外观呈白色的美国航天飞机舱外航天服是目前最先进的出舱活动航天服之一，重130多千克，由14层组成，现也用于“国际空间站”。该航天服是按上半身、下半身和手臂分开裁剪缝制的。其工作压力为29.647千帕。较低的工作压力不仅使手部活动比较灵活，而且由于关节部位保持恒定的容积，所以身体能在航天服内很容易地活动，从而给航天员提供了较大的活动自由度。另外，美国舱外航天服的航天手套的触觉敏感性极好（可以很容易地拾起1枚硬币），因此美国航天员能够完成的任务种类比较多。一套美国舱外航天服实际上可以适合任何人，但每半年就要送回地面维修。
　　俄罗斯在“国际空间站”上使用的是奥兰-M（又叫海鹰-M）航天服，呈土黄色。它重110多千克，与美国舱外航天服在外观上似乎只是颜色不同，但实际上性能差异很大。例如，奥兰-M舱外航天服的工作压力比美国的高，为39.989千帕，从而可以减少航天员出舱前用于吸氧排氮的时间。尽管奥兰-M舱外航天服具有较高的工作压力，但还是能容易或比较容易地完成一些操作的。不过，奥兰-M舱外航天服适用的身材范围比美国的小，航天员需要选择适合自己的航天服，现有适应身高在165～190厘米的几种型号，且袖长和裤长可加以调整，但手套却要按人定制。
　　


　　美制航天服由软材料制造而成，航天员需要在别人帮助下才能穿得上。俄制航天服呈半软半硬状态，除了胳膊和腿部为软材料制造外，其余部分全部为金属材料，属于“自穿”式的，即航天员一个人就可穿上航天服。其铝制上衣的背后有1个门，航天员从后门钻进去，关上门后开始加压。穿衣的过程比较简单，在几分钟内就能完成。俄制航天服看似比较粗笨，但设计比较简单。另外，奥兰-M航天服设计简单，非常耐用，使用期为4年，并可在太空中维修和更换零部件。
　　对于航天员的“方便”问题，美国使用普通的尿不湿，俄罗斯使用特制的男式短裤，还专门设计了便器。由于手伸不到脸部，舱外航天服中还有搔痒工具。俄罗斯航天服的靴子底是软皮革的，而美国航天服的靴子底是硬橡胶的。
　　总之，美俄舱外航天服存在工作压力不同、生保系统放置方式不同、结构和穿、脱方式不同等诸多不同，但在使用上它们各有千秋。
　　2008年9月27日16时41分，中国“神七”载人飞船航天员翟志刚顺利出舱，实施中国首次空间出舱活动。17时0分35秒翟志刚返回轨道舱。我国首次实施的空间出舱活动取得了圆满成功。翟志刚身上所穿的中国自行研制的第一套“飞天”舱外航天服，也首次在茫茫太空中“亮相”。我国自主研制的“飞天”舱外航天服，每套总重量约120千克，造价3000万元人民币左右。
　　
　　行走方式与训练
　　
　　通过大量的研究和实践，航天员现在已有2种太空行走方式可供选择：一种是“脐带”式，即航天员出舱时像刚出生的婴儿一样，通过一根类似“脐带”的绳索与载人航天器相连接，这条“脐带”有2个作用，一是提供生命保障功能，航天员在舱外所需要的氧气、压力、冷却工质、电源和通信等都是通过“脐带”由“母”载人航天器提供的，二是起保险作用，防止航天员漂离载人航天器太远而回不来。
　　另一种是“自主”式，即航天员太空行走时不系“脐带”。（前）苏联在太空行走第1人列昂诺夫出舱以后，美国从阿波罗飞行开始，航天员在太空行走时不再使用“脐带”式绳索，而是使用外形像一个大背包的便携式生命保障系统，即航天员在太空行走时除了身穿舱外航天服外，还要背上这种提供氧气、温度、湿度等的大背包。
　　另外，还配有像动画片《铁臂阿童木》一样采用机动装置，即所谓太空摩托艇或太空摩托车，简单的说就是航天员身背一个可以控制的小火箭在太空自由飞行。机动装置是航天员出舱时的交通工具，可使航天员活动范围最大可达近百米，因此目前的太空行走大多采用这种方式。
　　采用“脐带”式进行太空行走的优点是比较简单和安全，不需要装备昂贵、复杂的载人机动装置，早期的太空行走都采用这种方式。但它存在明显的缺陷，其缺点是“脐带”不能过长，航天员只能在离“母”航天器几米范围内活动，如果走远了则容易使“脐带”缠绕，像婴儿那样“窒息”而死，从而对航天员在舱外的活动范围限制较大。在早期出舱活动中常采用这种方式。
　　目前大多数太空行走采用“自主”式。如果航天员配有载人机动装置，最远可到离载人航天器100米远处活动。不过，为了保障安全，采用“自主”式的航天员且太空行走距离较远时多为2人一组，为的是相互关照，保障安全，相互救助。
　　太空行走技术非常复杂，要掌握这项技术必须进行大量的训练。它分技能训练和任务训练两种。前者是让航天员学习怎样穿脱舱外活动航天服、熟练掌握出舱程序和在太空行走时如何控制自己的身体和运动；后者是学习如何完成出舱活动任务。
　　中国人的太空步
　　
　　早在20世纪70年代初，中国就开始可载人航天的研究，并曾做出过一个名叫曙光号的2舱式飞船的全尺寸飞船模型。但由于当时的政治环境、经济能力和工业基础等条件不成熟，所以半途而废了。随着中国国民经济和科学技术的不断发展，1992年，党中央批准研制载人飞船工程。自此，中国的载人航天工程正式启动，至今已取得巨大成功，现已发射的7艘神舟号飞船，其中神舟1号～４号为无人试验飞船，神舟５号～７号为载人飞船，而且每一次飞行都在上一次飞行的基础上在技术上有较大的提高。
　　以中国空间技术研究院为主研制的神舟号系列飞船采用多项先进技术，其中一些关键技术达到国际先进水平。我国神舟号飞船由环境控制与生命保障、返回着陆、逃逸救生、仪表与照明、乘员等13个分系统组成，它采用当代最先进的3舱式构型，具有起点较高、用途广泛、创新性强、安全可靠等一系列特点。
　　中国载人航天实施“三步走”的发展战略：第一步是以载人飞船起步，将航天员安全地送入近地轨道，进行适量的对地观测及科学实验，并使航天员安全返回地面，实现载人航天的历史性突破。这一步已由神舟5号、6号胜利实现。
　　第二步重点突破航天员出舱活动、空间交会对接试验两项关键技术，并发射长期自主飞行、短期有人照料的空间实验室，尽早建成中国完整配套的空间工程大系统，解决中国一定规模的空间应用问题。这一步从2008年发射的神舟7号开始实施。
　　


　　第三步是建造长期有人照料、短期自主飞行的的大型空间站，从而大规模、长时间地开发宝贵的太空资源，为全人类造福。
　　“神舟7号”飞船将在3个方面实现大的突破，一是执行航天员出舱活动；二是飞船满载3名航天员最长飞行5天；三是飞行期间要进行一些卫星通信的新技术试验。神舟7号作为我国载人航天工程二期首次飞行，航天员空间出舱活动将成为最大突破，为下一步建立我国空间站奠定技术基础。专家们制定了有害气体控制等30多项出舱期间的应急预案，以保证航天员安全。
　　神舟6号、7号飞船总设计师张柏楠表示，与发射神舟6号飞船的长征2号F火箭相比，用于发射神舟7号载人航天飞船的长征2号F火箭共有36项技术改进，进一步提高了可靠性和安全性，比如：火箭的二级增压管路材料由铝换成了钢，使其在高温下的强度得到提高。
　　相比发射神舟6号的长征2号F火箭上的2个摄像头，发射神舟7号的长征2号F在火箭二级的尾舱部位又增加了1个摄像头。通过它可以从火箭内部观察到火箭一二级的分离过程，还可以看到二级发动机的工作、点火。另外2个摄像头与发射神舟6号的长征2号F火箭一样，分别装配在整流罩内和火箭箭体外。3个摄像头一起，向地面显示着最直观的火箭飞行情况，清楚地看到和记录火箭主要飞行的动作和全过程有助于地面必要的时候进行有效调整保证火箭飞行的安全。
　　由于2008年我国发射了首颗中继卫星天链1号，所以它可大大提高中低轨道航天器的覆盖率，使神舟7号的覆盖率由原来的12%提
　　高到60%。届时，将能直播中国航天员的首次太空行走。
　　
　　太空人
　　“第一”知多少?
　　1965年3月18日，乘上升2号飞船上天的（前）苏联航天员列昂诺夫成为太空行走第1人。而1984年7月25日，（前）苏联女航天员萨维茨卡娅走出礼炮7号空间站舱外，成为世界上第1名在太空行走的女航天员。1965年6月3日，怀特成为美国太空行走第1人，美国太空行走第1女是1984年10月8日出舱的莎丽文。
　　至今，出舱行走次数最多的航天员是俄罗斯的索洛维耶夫，他出舱16次，累计在太空行走77小时。索洛维耶夫不仅在太空行走的次数和太空停留时间上是“世界冠军”，而且在4个月内完成14次太空行走，即在一定时期内完成太空行走的频率上也是“世界冠军”。
　　单次在太空行走时间最长的是美国航天员赫尔姆斯和沃斯，他俩于2001年3月11日在太空行走8小时56分，调整了空间站团结号节点舱上1个对接舱的位置。
　　第1个在太空行走的华裔航天员是焦立中，他于1996年1月15日从奋进号航天飞机中走出，在太空中作了长达6小时的“太空行走”。在太空行走距离最远的华裔航天员是卢杰，为安装电缆和吊杆，他和俄罗斯航天员巴伦琴科于2000年9月11日结伴在太空行走了30.58米，历时6小时14分钟。
　　
　　美航天员使用的载人机动装置（右图）
　　美国航天员现在使用的载人机动装置叫“舱外活动救生辅助装置”（SAFER）。它有24个喷气装置，喷气时能产生15厘米/秒的移动速度，最大移动速度为3米/秒。航天员可通过绑在航天服前面的开关控制喷气，实现各个方向的移动。它已多次用于“国际空间站”的组装、维修和救援，不使用的时候可以折叠起来保存。
　　
　　航天员出舱
　　为何要吸氧排氮？
　　我们生活在地球表面时，人体受到大气层的压力为一个大气压，在舱内也是如此，人体在这样的压力下不仅生活正常，而且与外界气体交换也正常。但是在宇宙真空中，由于没有大气，即舱内外气压差别极大，所以航天员出舱后人体组织内的气体会因外界压力低而往外逸出。氧气是人体需要的，逸到哪里都可以。但氮气逸出人体组织外就会使人体产生皮肤发痒、关节与肌肉疼痛、咳嗽和胸闷等症状。这种从高压（正常压）变成低压（航天服内的压力）所引发的病就是减压病。对此，必须采取措施。如果所设计的载人航天器乘员舱采用的是接近地面大气的压力制度，航天员进入航天器内时则不必进行吸氧排氮。如果所采用的是较低压力，航天员在进入载人航天器之前，就得把体内多余的氮气排出，用氧气代替它。这是因为在一个大气压的普通空气中生活时，人体中氧气只占21%左右，而氮气约占79%。
　　而在出舱前，无论舱内采取何种压力，航天员都必须进行吸氧排氮，这是因为航天员太空行走时穿的舱外航天服中的压力比舱内的压力要低，所以，航天员在穿低压航天服出舱之前，必须把体内多余的氮气排出，用氧气来代替它。其方法就是吸入纯氧，这一过程就叫吸氧排氮。若航天服内的压力相对较大，或者说它与舱内压力水平接近，而且舱内的含氧量大，则吸氧排氮的时间就短，反之则长。