NASA公布新一代登月宇航服 百年来宇航服有多大突破?

新一代宇航服的功能升级主要都集中在xEMU身上,工程师穿上后能轻松完成行走、上肢大幅度旋转、深蹲等动作。 NASA公布了最新一代宇航服,主要为2024年登月和未来火星探索准备。从上世纪70年代阿波罗计划中的初代宇航服到现在,NASA首次对宇航服进行大升级,更新之后最大的特点就是:“更加灵活”。

NASA新一代宇航服发布会现场。图/NASA直播截屏

虽然NASA提升了宇航服的性能,但是其颜值遭到了一波无情的吐槽。

推特网友:宇航服的性能很赞,但是真的丑。天啊,太糟了。

最新一代的两套宇航服究竟先进在哪里?百年来各国是如何一步步改进宇航服设计的?

摆脱“兔子跳”的新一代宇航服

此次公布了两套宇航服,下图中右侧橙色的宇航服被称为“猎户座飞船生存服”(Orion Crew Survival Suit),供宇航员在飞船船舱内穿着。它具备防辐射、保压、供氧等功能。

NASA直播视频截图

在火箭发射期间和返航时,如果太空舱遭遇失压等紧急情况,“猎户座飞船生存服”能为宇航员提供6天的基本生存供给。

图中左侧的宇航服被称为“舱外探索机动装置”(Exploration Extravehicular Mobility Unit),简称?xEMU。这是宇航员在舱外活动的装备,NASA形容它为“个性化的迷你太空舱”。

新一代宇航服的功能升级主要都集中在xEMU身上。

在NASA发布会现场,一位NASA女性工程师身穿xEMU进行演示,能轻松完成行走、上肢大幅度旋转、深蹲、捡拾物品等活动。

回想50年前,阿波罗号宇航员在月球漫步时必须以“兔子跳”的方式行走,并且途中还因捡拾掉落的设备而摔倒,而现在这一套的灵活性是前所未有的。

xEMU宇航服采用模块化设计,头盔、上身、下身和冷却服等部分都可以局部更换,以完成不同的任务。服装整体没有拉链和电缆,宇航员从服装背部的开口进入,然后宇航服可保持全密封状态。

此外,xEMU?还新增了防尘设计,预防月球土壤和微小沙砾对宇航员的损伤。穿上它之后,可在最低零下约157?摄氏度,最高?121?摄氏度的温度下工作。

NASA Artemis推特发图

通讯系统也有了革新性改善。以往宇航员需佩戴头戴式耳机,xEMU则采用嵌入式麦克风。

而宇航员身后背着的大箱子实际上是“便携式生命支持系统”,可输送气压、氧气,清除二氧化碳和湿气,同时帮助检测宇航员体征及其装载设备的各项数据。

值得一提的是,新款宇航服在制作过程中结合了?3D?扫描技术,不仅精确测量宇航员身体全方位的尺寸,还会对其动作和姿势进行扫描测量,以此生产出完全适合每个宇航员的“私人定制”款宇航服。

身着新宇航服的NASA女性工程师。图/NASA直播视频截图

NASA原定今年3月首次执行“全女性太空行走”,但任务执行前两天才发现,指定的两位女宇航员都需要穿M号太空服,但M号只有一件,此项任务只能临时暂停。

新一代宇航服采用的先进技术,意味着女性宇航员也可以拥有完全合身的宇航服。

宇航服“进化史”

据《连线》杂志报道,世界上最早的宇航服原型之一产自澳大利亚,可以追溯到1894年。那件宇航服采用线框结构,覆盖防水材料。至于它在太空中的实用性如何,无人知晓。

1918年,美国人桑坡(Fred M Sample)首次为抗压服申请专利,这套服装可为飞行员飞越高海拔地区或者登山者攀爬高山时提供氧气。早期的抗压服采用弹性材料制成,和现代宇航服有许多共同之处,比如都是气密性服装;头盔可自由穿戴;拥有可提供压缩空气的管道。

美国人桑坡设计的抗压服。图/《连线》杂志截图

十多年后,美国飞行员波斯特(Wiley Post)对抗压服进行改进,在面料中加入棉花,并改换成带有环形玻璃面罩的金属头盔。他穿着自己设计的装备,成功飞越了4万英尺的高度。

在1940年至1943年间,多家美国公司开始研发抗压服,基本都使用橡胶和棉花制成紧身服,非常限制飞行员的活动空间。

第一款真正进入太空的宇航服出自苏联,名为“SK-1”。1961年4月,苏联宇航员加加林作为人类首次载人航天飞行的乘客,在“东方一号”宇宙飞船中穿的就是这一件。从性能来看,“SK-1”不仅抗压,还具备生命维持系统。

在苏联人航天飞行成功后,时隔一个月,美国人首次进入环绕地球轨道,谢泼德(Alan Shepard)身穿“水星”航天服进入太空。水星航天服由美国海军高空喷气式飞机抗压服改进而来,内层是有橡胶涂层的尼龙材质,外层由镀铝尼龙制成。这套宇航服能抵抗太空紫外线和热辐射。

1965年,前苏联宇航员列昂诺夫迈出了人类太空行走第一步,他身穿的“金鹰”宇航服可以持续提供45分钟的氧气,但是当他在太空舱外活动12分钟时,宇航服供气系统的安全阀出现故障,在危急情况下返回太空舱。

航空史上最著名的宇航服,要属美国宇航员阿姆斯特朗登月时所穿的那一件了。太空服由21层不同的材料构成,里面缝制了塑胶管,冷水可以在里面循环流动。最外层是用白色聚四氟乙烯材料制成。

据《纽约时报》报道,在过去的这些年里,阿姆斯特朗宇航服的材质已经逐渐降解了,损坏十分严重。美国史密森尼博物馆曾通过众筹来修复这件宇航服。今年7月16日,经过精心修复的登月宇航服在美国华盛顿的国家航空航天博物馆向公众展出。

1984年,美国柯林斯公司生产的舱外航天服(EMU)成为现代宇航服的代表之一,那时候就采用模块化设计,许多部件可以单独更换。服装拥有智能检测系统,可以让宇航员在太空中停留8小时。

马斯克在社交媒体展示新宇航服。图/instagram截图

当下,最具时尚感的可能是Space X设计的龙飞船舱内宇航服。黑白线条再配上标志性前卫头盔,充满科幻感。它出自好莱坞传奇服装设计大师何塞·费尔南德斯之手。

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