北京时间9月12日，搭乘美国太空探索技术公司（SpaceX）载人“龙”飞船升空的“北极星黎明”任务团队在距离地面约700公里的高度进行了史上首次商业太空行走。在这次备受关注的太空行动背后，寄托着SpaceX和美国国家航空航天局（NASA）走向深空的迫切希望。

宇航员出舱示意图

抵达1400公里轨道

美国“太空”网站称，“北极星黎明”任务团队搭乘载人“龙”飞船于美国东部时间10日凌晨5时23分成功升空并进入轨道，开始了为期5天的轨道飞行。该团队包括美国亿万富翁贾里德·艾萨克曼率领的4名非职业宇航员，他们将在这次太空飞行中挑战多个首次。

美国《纽约时报》称，“北极星黎明”任务团队搭乘的载人“龙”飞船11日已经抵达距离地球约1400公里的轨道，超过1966年“双子星”任务创下的约1370公里的轨道高度纪录。同时“北极星黎明”任务也创下了“阿波罗”登月计划结束以来人类太空旅行的最远距离。此外，该团队中的两名女性宇航员也创造了“女性进入太空的最远距离”。

美国有线电视新闻网（CNN）称，目前该任务团队已展开一系列科学研究和实验，包括测试飞船与“星链”卫星之间的通信，研究太空飞行及太空辐射对人体健康的影响等。尤其是在飞行过程中需要穿越距离地面约1000公里的范艾伦辐射带，借助这里的高水平宇宙辐射环境，“北极星黎明”的宇航员们收集了医疗数据，以便更好地了解辐射环境如何对人体产生影响。他们还进行了一系列其他健康研究，包括测量血液中的气泡以研究减压病。CNN称，载人“龙”飞船在1400公里的轨道高度完成6次绕地飞行后进行了变轨，切换至近地点约190公里、远地点约700公里的轨道，为12日的太空行走做准备。

“太空”网站称，美国东部时间12日6时左右，飞船打开了舱门，人类首次商业太空行走正式开始。经过约38分钟的准备后，艾萨克曼率先从飞船出来，他表示：“从这里看，地球确实是一个完美的世界。”报道称，整个出舱活动持续了约两小时。

这次出舱行走“不一样”

据“太空”网站介绍，史上首次商业太空行走与以往国际空间站宇航员的太空行走存在诸多不同。

艾萨克曼率先出舱。（视觉中国）

首先是运行高度不同，宇航员面临的风险也不一样。国际空间站的运行高度相对较低，因此仍处于地球磁场的影响范围内，宇航员受到的太空辐射强度相对较小。而这次“北极星黎明”团队出舱行走的运行高度在700公里，不但面临更强的太空辐射风险，而且还将接受太空微陨石的撞击考验。

其次，执行太空行走任务的宇航员尽管穿着舱外航天服，但当他们暴露在太空真空时，仅能在舱外航天服内部保持约1/3个大气压。如果从正常环境很快进入低压状态，宇航员血液中的氮将形成气泡，出现危险的减压病。国际空间站配备了独立的减压设施——气闸舱，宇航员在出舱前需要在此持续吸氧，以便在进行太空行走之前将氮从血液中清除。

CNN称，执行“北极星黎明”任务的载人“龙”飞船没有配备气闸舱，在太空行走期间，所有4名宇航员都会暴露在真空环境中，这也意味着他们都需要穿上舱外航天服，并接受长时间的减压过程。据介绍，这次太空减压的准备程序从飞船起飞后不久就开始了。“北极星黎明”任务采用了“一种非常新颖和不同的方法”来进行减压过程，包括“缓慢降低舱内压力和提高氧气浓度”。美国哥伦比亚广播公司网站12日称，与国际空间站上的减压程序不同，载人“龙”飞船的这个过程需要约45个小时。

由于载人“龙”飞船在这次任务中需要整体暴露在真空环境中，飞船内部材料可能会因为真空和宇宙辐射释放出大量有毒成分。为此飞船和其中许多设备在地面安装前就经过了特殊的烘烤，以尽可能地预先释放这些有毒成分。SpaceX还为飞船配备了自动重启软件，确保在没有人为干预的情况下对可能因辐射而出现故障的计算机进行故障排除。

此外，国际空间站的宇航员在太空行走期间，通常会有两人同时在舱外活动，他们可以利用舱外航天服自带的喷气装置控制自己的姿态、前进方向，理论上不需要系绳和脐带电缆就能自由在太空漂浮活动。但在“北极星黎明”任务中，两名宇航员是先后出舱而不是同时进行，每人在舱外停留10多分钟，同时他们必须始终与SpaceX为舱外活动专门设计的“天行者”移动辅助设备保持至少一个接触点，避免自己在太空中任意漂浮。在此期间，两名宇航员还对舱外航天服进行了一系列测试。艾萨克曼表示，“如果我们看上去像跳舞，其实是在对舱外航天服进行测试。”

专门打造的舱外航天服

出于对非职业宇航员舱外行走的担心以及“北极星黎明”任务的特殊性，这次太空活动也被部分媒体形容为“高度危险”，艾萨克曼对此表示，“舱外航天服就是我们的宇宙飞船”。

SpaceX研制的舱外航天服。（图源：SpaceX官网）

“太空”网站介绍称，“北极星黎明”使用的新型舱外航天服由SpaceX专门研制，它是在SpaceX舱内航天服基础上改进而成，但在关键领域进行了增强，远比臃肿的国际空间站现役舱外航天服简洁。它的主体部分借用了“猎鹰”火箭和“龙”飞船使用的新型热管理织物和阻燃材料，手指、肩膀和肘部的关节运动更为平滑顺畅，活动限制范围更小。头盔的遮阳罩带有铜和氧化铟涂层，能反射强烈的太阳光。航天服内部还增加了导电层，可以构成“法拉第笼”以保护宇航员免受外部电场影响。

两名宇航员在出舱时，通过一组精心设计的动作来感受航天服的各个关节在加压时如何运动，测试头盔的抬头显示器的性能，更好地了解航天服如何应对太空极端温度和其他威胁。艾萨克曼描述称，“在舱外活动期间，我们将（通过抬头显示器）了解航天服内部压力、温度、相对湿度，整个舱外活动期间我们消耗了多少氧气。这里有一些关键的遥测数据。而且很酷的是，无论在什么光线下你都可以看到它。”

不过SpaceX的这套舱外航天服不包括类似背包的“初级生命支持系统”，而是从连接在飞船上的长软管获得电力和氧气供应，这在一定程度上限制了宇航员舱外活动的范围。

哥伦比亚广播公司称，除了历史性商业太空行走外，SpaceX对这次任务中首次接受实际测试的舱外航天服也有很大的雄心，其目标是通过测试进行反复迭代，最终完善低成本、易于制造的舱外航天服，供未来乘坐“星舰”飞往月球或火星的商业宇航员使用。

当前NASA的新一代舱外航天服计划正面临障碍。NASA在2022年挑选“公理太空”公司和柯林斯宇航公司研制新一代航天服，但柯林斯宇航公司已经宣布退出，“公理太空”公司的研制进度也出现明显滞后，因此SpaceX舱外航天服未来会不会被NASA选中备受关注。