NASA公布新一代登月太空衣 百年來太空衣有了多大突

2021-01-15 新浪科技

來源：新京報

新京報記者陳沁涵

第一款真正進入太空的太空衣出自蘇聯，名為「SK-1」

NASA 公布了最新一代太空衣，主要為2024年登月和未來火星探索準備。

NASA新一代太空衣發布會現場。圖/NASA直播截屏

從上世紀70年代阿波羅計劃中的初代太空衣到現在，NASA首次對太空衣進行大升級，更新之後最大的特點就是：「更加靈活」。

雖然NASA提升了太空衣的性能，但是其顏值遭到了一波無情的吐槽。

推特網友：太空衣的性能很贊，但是真的醜。天啊，太糟了。

最新一代的兩套太空衣究竟先進在哪裡？百年來各國是如何一步步改進太空衣設計的？

擺脫「兔子跳」的新一代太空衣

此次公布了兩套太空衣，下圖中右側橙色的太空衣被稱為「獵戶座飛船生存服」（Orion Crew Survival Suit），供太空人在飛船船艙內穿著。它具備防輻射、保壓、供氧等功能。

NASA直播視頻截圖

在火箭發射期間和返航時，如果太空艙遭遇失壓等緊急情況，「獵戶座飛船生存服」能為太空人提供6天的基本生存供給。

圖中左側的太空衣被稱為「艙外探索機動裝置」（Exploration Extravehicular Mobility Unit），簡稱 xEMU。這是太空人在艙外活動的裝備，NASA形容它為「個性化的迷你太空艙」。

新一代太空衣的功能升級主要都集中在xEMU身上。

在NASA發布會現場，一位NASA女性工程師身穿xEMU進行演示，能輕鬆完成行走、上肢大幅度旋轉、深蹲、撿拾物品等活動。

回想50年前，阿波羅號太空人在月球漫步時必須以「兔子跳」的方式行走，並且途中還因撿拾掉落的設備而摔倒，而現在這一套的靈活性是前所未有的。

xEMU太空衣採用模塊化設計，頭盔、上身、下身和冷卻服等部分都可以局部更換，以完成不同的任務。服裝整體沒有拉鏈和電纜，太空人從服裝背部的開口進入，然後太空衣可保持全密封狀態。

此外，xEMU 還新增了防塵設計，預防月球土壤和微小沙礫對太空人的損傷。穿上它之後，可在最低零下約157 攝氏度，最高 121 攝氏度的溫度下工作。

NASA Artemis推特發圖

通訊系統也有了革新性改善。以往太空人需佩戴頭戴式耳機，xEMU則採用嵌入式麥克風。

而太空人身後背著的大箱子實際上是「可攜式生命支持系統」，可輸送氣壓、氧氣，清除二氧化碳和溼氣，同時幫助檢測太空人體徵及其裝載設備的各項數據。

值得一提的是，新款太空衣在製作過程中結合了 3D 掃描技術，不僅精確測量太空人身體全方位的尺寸，還會對其動作和姿勢進行掃描測量，以此生產出完全適合每個太空人的「私人定製」款太空衣。

身著新太空衣的NASA女性工程師。圖/NASA直播視頻截圖

NASA原定今年3月首次執行「全女性太空行走」，但任務執行前兩天才發現，指定的兩位女太空人都需要穿M號太空服，但M號只有一件，此項任務只能臨時暫停。

新一代太空衣採用的先進技術，意味著女性太空人也可以擁有完全合身的太空衣。

太空衣「進化史」

據《連線》雜誌報導，世界上最早的太空衣原型之一產自澳大利亞，可以追溯到1894年。那件太空衣採用線框結構，覆蓋防水材料。至於它在太空中的實用性如何，無人知曉。

1918年，美國人桑坡（Fred M Sample）首次為抗壓服申請專利，這套服裝可為飛行員飛越高海拔地區或者登山者攀爬高山時提供氧氣。早期的抗壓服採用彈性材料製成，和現代太空衣有許多共同之處，比如都是氣密性服裝；頭盔可自由穿戴；擁有可提供壓縮空氣的管道。

美國人桑坡設計的抗壓服。圖/《連線》雜誌截圖

十多年後，美國飛行員波斯特（Wiley Post）對抗壓服進行改進，在面料中加入棉花，並改換成帶有環形玻璃面罩的金屬頭盔。他穿著自己設計的裝備，成功飛越了4萬英尺的高度。

在1940年至1943年間，多家美國公司開始研發抗壓服，基本都使用橡膠和棉花製成緊身服，非常限制飛行員的活動空間。

第一款真正進入太空的太空衣出自蘇聯，名為「SK-1」。1961年4月，蘇聯太空人加加林作為人類首次載人航天飛行的乘客，在「東方一號」宇宙飛船中穿的就是這一件。從性能來看，「SK-1」不僅抗壓，還具備生命維持系統。

在蘇聯人航天飛行成功後，時隔一個月，美國人首次進入環繞地球軌道，謝潑德（Alan Shepard）身穿「水星」航天服進入太空。水星航天服由美國海軍高空噴氣式飛機抗壓服改進而來，內層是有橡膠塗層的尼龍材質，外層由鍍鋁尼龍製成。這套太空衣能抵抗太空紫外線和熱輻射。

1965年，前蘇聯太空人列昂諾夫邁出了人類太空行走第一步，他身穿的「金鷹」太空衣可以持續提供45分鐘的氧氣，但是當他在太空艙外活動12分鐘時，太空衣供氣系統的安全閥出現故障，在危急情況下返回太空艙。

航空史上最著名的太空衣，要屬美國太空人阿姆斯特朗登月時所穿的那一件了。太空服由21層不同的材料構成，裡面縫製了塑膠管，冷水可以在裡面循環流動。最外層是用白色聚四氟乙烯材料製成。

據《紐約時報》報導，在過去的這些年裡，阿姆斯特朗太空衣的材質已經逐漸降解了，損壞十分嚴重。美國史密森尼博物館曾通過眾籌來修復這件太空衣。今年7月16日，經過精心修復的登月太空衣在美國華盛頓的國家航空航天博物館向公眾展出。

1984年，美國柯林斯公司生產的艙外航天服（EMU）成為現代太空衣的代表之一，那時候就採用模塊化設計，許多部件可以單獨更換。服裝擁有智能檢測系統，可以讓太空人在太空中停留8小時。

當下，最具時尚感的可能是Space X設計的龍飛船艙內太空衣。黑白線條再配上標誌性前衛頭盔，充滿科幻感。它出自好萊塢傳奇服裝設計大師何塞·費爾南德斯之手。

馬斯克在社交媒體展示新太空衣。圖//instagram截圖

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