自從前蘇聯航天員列昂諾夫1965年走出 「上升」2號飛船,成功實現人類第一次太空出艙活動以來,人類已經完成了200多次的太空行走,出艙活動的航天員也達到了數百人次。
太空人的出艙活動主要有兩種方式,一種是身系安全帶,在太空艙的幾米範圍內活動;另一種則是背一個可控制的噴氣背包或者穿艙外活動救援輕便服,活動範圍也能達到近百米。
太空漫步聽起來非常詩意,但對太空人來說如何保證在艙外行走不迷失方向,尤其是保證他們在不依靠安全帶且艙外的氧氣供應還有限的情況下安全回艙,這是一個非常嚴肅的問題。
2013年,義大利太空人盧卡·帕爾米塔諾(Luca Parmitano)在進行常規的太空行走時,頭盔就突然出現了充水狀況。根據報告,帕爾米塔諾的眼睛、耳朵、鼻子和嘴巴開始慢慢地充水,模糊了他的視線並抑制了呼吸能力。
幸運的是,帕爾米塔諾在溺水時刻保持了冷靜,並及時通過觸摸和訓練記憶回到了氣閘艙。氣閘艙是載人太空飛行器中供航天員進入太空或由太空返回用的氣密性裝置。
太空行走具有潛在的致命性,但目前的宇航裝備應對危急情況的能力卻十分有限。美國的太空衣備有一個小型噴氣背包SAFER,但這種「救生衣」的燃料非常有限,如果太空人在行走時失去意識,就無法遙控啟動這個系統。
而美國前沿科技探索公司德雷珀實驗室(Draper)的一項新專利有可能為執行出艙活動的太空人提供一條生命線。
他們最近申請了一項關於太空服的新專利,即在太空衣上設計一個具有「自我返回功能」的按鈕,可以自動導航,將已經不受控制、漂泊在外的太空人送回到氣閘艙內。
那這個「一鍵回城」應急裝置是如何工作的呢?
基於理論設計,太空服會有一套傳感器來跟蹤確定太空人與太空飛行器的相對位置。由於GPS在太空上並不完全可行,因此可以使用星形跟蹤或視覺導航來獲取方位。
理想情況下,這個系統可以採用直接的手動系統,也可以通過遠程進行連接,允許艙內或在地面的其他成員檢索出艙太空人的位置。
但德雷珀希望這個「回家」系統的推進器未來可以是自動觸發的,還能結合內置顯示器來給太空人感應提示,指導他們回家。
據Digitaltrends介紹,這種太空服可以在頭盔內顯示方向線索,甚至在太空人視力受損的情況下為他們提供逐步定向的音頻指示和觸覺反饋。
目前,德雷珀的這個想法還只是一個專利,不能保證很快就能應用在太空服上。真正設計起來的話要考慮出艙太空人生存的條件,包括氧氣水平以及可用於觸發該系統的燃料。
不過NASA一直都很支持Draper對於推進航天服科技的研究。並且Draper表示,這不僅僅是和太空相關,而且還可以應用在諸如高空跳傘等很多應急領域。以及人類未來移民火星的路上,德雷珀的這件太空服或許會幫到不少忙。