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第1章　出舱活动技术概况1

1.1　概述1

1.1.1 出舱活动的定义1

1.1.2　出舱活动的分类3

1.1.3 出舱活动的作用与意义4

1.1.4 出舱活动基本技术5

1.2　出舱活动简史7

1.2.1　第一阶段：起步探索阶段（1965—1968）7

1.2.2　第二阶段：改进强化阶段（1969—1972）8

1.2.3 第三阶段：发展完善阶段（1973—）8

1.3　出舱活动技术的发展概况9

1.3.1　俄、美两国的出舱活动技术9

1.3.2 出舱活动技术的发展趋势12

参考文献14

第2章　出舱活动空间环境及防护技术15

2.1　概述15

2.2　出舱活动面临的空间环境15

2.2.1　地球大气与真空环境15

2.2.2　热环境18

2.2.3 空间电离辐射环境19

2.2.4 非电离辐射环境22

2.2.5　微流星体与空间碎片23

2.2.6　微重力环境24

2.3　空间环境对人体的影响24

2.3.1 真空环境对人体的影响24

2.3.2　热环境对人体的影响26

2.3.3 电离辐射环境对人体的影响27

2.3.4　非电离辐射对人体的影响33

2.3.5　微流星与空间碎片对人体的影响34

2.3.6　微重力环境对人体的影响35

2.4　出舱活动的防护技术36

2.4.1　舱外航天服36

2.4.2 出舱程序的设计39

2.4.3 出舱时机的选择39

2.4.4　空间碎片预报与轨道清扫40

参考文献41

第3章　微重力环境下的人体运动与控制技术42

3.1　概述42

3.1.1 重力42

3.1.2　微重力43

3.1.3　失重和平衡43

3.1.4　太空微重力的来由43

3.1.5　太空微重力水平44

3.1.6　得到微重力环境的方法和手段45

3.2　微重力环境下人体运动特性47

3.2.1　微重力环境下人体动力学模型47

3.2.2　微重力环境下人体运动特性61

3.3　舱外航天服对航天员运动的约束63

3.3.1　舱外航天服的约束63

3.3.2　航天服反作用力矩与关节转角的关系64

3.4　出舱活动过程中航天员的运动控制68

3.4.1　采取自身动作进行运动控制68

3.4.2　采取机动装置进行运动控制70

参考文献79

第4章　舱外航天服装备技术80

4.1　概述80

4.1.1 基本概念80

4.1.2　舱外航天服装备在载人航天中的地位和作用81

4.1.3　舱外航天服装备的特点82

4.2　航天服医学与工效学设计基础82

4.2.1　航天服压力和气体环境医学工程学要求82

4.2.2　航天服温度生理学与医学工程设计要求84

4.2.3　航天服工效与人体工效学要求86

4.2.4　航天头盔生理卫生学与视觉工效学要求88

4.2.5 出舱航天员的辐射防护医学工程对策90

4.3　舱外航天服装备总体设计概要91

4.3.1　舱外航天服装备总体设计要求91

4.3.2　舱外航天服装备的总体方案设计与选择93

4.3.3　舱外航天服装备最佳系统方案的选择100

4.4　典型舱外航天服装备101

4.4.1　概述101

4.4.2　舱外航天服102

4.4.3　舱外航天服自主生命保障系统108

4.5　航天服安全性设计124

4.5.1　概念124

4.5.2　舱外航天服装备的安全性设计要求125

4.5.3　航天服安全性设计措施及对策125

4.5.4　通过设计和使用减小风险127

4.5.5　附加预防措施130

4.6　舱外航天服装备的使用131

4.6.1 舱外航天服装备的使用寿命131

4.6.2　舱外航天服装备的保存131

4.6.3　舱外航天服装备的使用气、液介质要求132

4.6.4　舱外航天服装备的使用132

4.6.5 舱外航天服装备允许外环境压力变化限制133

4.6.6　航天服在试验及训练使用中防止高氧反应要求133

参考文献133

第5章　气闸舱技术136

5.1　概述136

5.1.1　气闸舱的定义136

5.1.2 气闸舱的作用136

5.2　气闸舱的基本原理139

5.2.1 节省气体的基本原理139

5.2.2 吸氧排氮和阶段减压预防减压病的基本原理139

5.2.3　泄压复压的基本原理142

5.3　气闸舱的组成147

5.3.1 内外舱门147

5.3.2　生命保障系统147

5.3.3　舱门密封性检查和测试设备147

5.3.4　通信设备148

5.3.5　扶手和脚限制装置148

5.3.6　航天服控制台149

5.4　俄、美和国际空间站气闸舱简介149

5.4.1 上升2号飞船气闸舱149

5.4.2　苏联礼炮号气闸舱150

5.4.3　和平号气闸舱150

5.4.4　美国天空实验室气闸舱150

5.4.5　美国航天飞机气闸舱151

5.4.6 国际空间站气闸舱153

参考文献154

第6章　出舱活动窗口与出舱活动程序设计155

6.1 出舱活动窗口与出舱活动程序155

6.1.1　概述155

6.1.2 出舱活动窗口155

6.1.3 出舱活动程序155

6.2　出舱活动窗口设计156

6.3　出舱活动程序设计158

6.4　国外出舱程序介绍159

6.4.1　俄罗斯的出舱活动程序（国际空间站）159

6.4.2 美国的出舱活动程序（航天飞机或国际空间站）160

6.4.3　俄、美两国出舱活动程序比较161

参考文献161

第7章　航天员出舱活动训练技术162

7.1　航天员出舱活动训练技术的目的与意义162

7.2　出舱活动训练技术的内容和模式164

7.2.1　理论训练165

7.2.2　专业技能训练165

7.2.3 出舱程序训练166

7.2.4 出舱活动任务训练166

7.2.5 国外出舱活动训练的组织模式167

7.3　国外航天员出舱活动训练技术介绍167

7.3.1 俄罗斯出舱活动训练技术介绍167

7.3.2　美国出舱活动训练技术介绍175

7.3.3　进行出舱活动训练的几点注意179

7.3.4　我国航天员出舱活动训练技术展望181

7.4　虚拟现实技术在出舱活动训练中的应用181

7.4.1　虚拟现实技术概述181

7.4.2　虚拟现实系统的分类182

7.4.3 虚拟现实技术在出舱活动训练中的应用实例185

7.4.4　虚拟现实在出舱活动训练中的优越性187

参考文献188

第8章　出舱活动训练、试验设备189

8.1　概述189

8.1.1 引言189

8.1.2　常用的出舱活动训练、试验设备189

8.2　出舱活动程序训练模拟器190

8.2.1 出舱活动程序训练模拟器的基本概念191

8.2.2　俄罗斯程序训练模拟器192

8.3　中性浮力水槽设备202

8.3.1 中性浮力水槽的用途203

8.3.2 中性浮力模拟技术的发展和应用概况204

8.3.3 中性浮力模拟失重的优缺点205

8.3.4 中性浮力水槽的系统组成206

8.3.5　国外典型中性浮力水槽207

8.3.6 训练流程214

8.4　舱外航天服试验舱215

8.4.1 功能216

8.4.2 组成216

8.4.3　一般技术要求216

8.4.4　主要用途217

8.4.5　美国、俄罗斯舱外航天服试验舱简介217

8.5　失重飞机228

8.5.1 目前能提供失重环境的设备228

8.5.2　失重飞机的作用230

8.5.3　失重飞行基本原理232

8.5.4　失重飞机的飞行过程232

8.5.5　失重飞机性能参数234

8.5.6　失重飞机改装234

8.5.7 国外失重飞机简介235

参考文献236