舱外航天服头盔滤光面窗的设计与实现

马加炉，姚丽坤，钟艳莉，黄庆伟，望咏林，安荣涛，刘冀念，王怡灵

(1.中国航天员科研训练中心人因工程重点实验室，北京100094；2.中国航空发动机集团有限公司北京航空材料研究院，北京100095；3.首都航天机械有限公司，北京100076)

1 引言

轨道空间出舱活动面临高真空、极端高低温交变、空间辐射、空间碎片及微流星等异常恶劣环境，舱外航天服是航天员生命保障的必备装备。空间辐射分为电磁辐射和微粒辐射，而电磁辐射主要来自于太阳辐射，其中，可见光和红外线辐射能占太阳辐射总能量的92%，航天员如长期直接暴露于太阳电磁辐射下，有可能产生严重后果。为保障航天员视觉工作能力和头盔内必要的热工制度，必须对航天服头盔进行光学特性设计。无论是国际空间站在用的俄罗斯Orlan-MK或Orlan-MKS舱外航天服、美国载人登月用Apollo-A7LB航天服及美国航天飞机用EMU，还是NASA Johnson航天中心的xEMU、Air-Lock公司与David Clark公司合研的EVA头盔组件及在研代号为H-Suit、I-Suit等新型舱外航天服，均通过在头盔上安装可手动操作、上下旋转开启/闭合、表面镀有膜层的滤光面窗(Sun Visor)来有效过滤可见光，衰减紫外线，遮断红外线，以保证航天员身体健康和工作效率。

本文分别从舱外服头盔滤光面窗的防护需求、设计与仿真计算、工艺技术实现、性能测试、空间环境适应性验证等方面开展研究工作，研制一种可在空间应用的舱外航天服头盔滤光面窗。

2 需求分析与设计指标

2.1 光学性能

航天员在空间阳照面执行舱外任务时，滤光面窗是着舱外服航天员用眼直接观察、了解外界的唯一窗口。……