2008-09-27 00:00:00 來源：全球紡織網
全球紡織網9月27日訊 在太空中，體積龐大的傳統太空衣會將太空人的行動能力減少40%，而麻省理工太空航空學院的達瓦教授設計出來的「生物服」卻能更好維持太空人的力量感和行動力。這種緊貼皮膚的太空衣將會像人的第二層皮膚一樣，在提供保護的同時還能讓太空人在太空中感覺更加自如。
幾乎所有在科幻電影中出現過的太空衣，都和我們在現實航天試驗中看到的相去甚遠，前者大多是緊身設計，好像蜘蛛俠身上那層靈活柔韌的外皮，只不過作為太空衣，它們不太會以紅色出現；但是現實中的太空衣似乎總也無法擺脫僵硬笨重的外型，這種太空衣看上去仿佛一個吹脹的氣球，被包裹在其中的太空人無論做什麼動作，都會顯得艱難、笨拙。
雖然科幻電影裡的太空衣不足以形成對比的標準―在真正的航天試驗裡，太空衣的安全性能和實用性功能才是最重要的―但這至少表現出一種期望，更靈活、更輕盈、更人性化，像一件真正的衣服，這才是我們對未來太空衣的設想。
好在航天航空方面的科學家們從來沒有忽視過這樣的期望。更靈活，更人性化，這也是太空衣研究專家們一直以來的研究方向。他們希望能夠研製出一種緊貼皮膚的太空衣來，這種太空衣不會像傳統太空衣一樣妨礙人的行動，重量應該控制在45公斤左右，而傳統太空衣卻往往重達150公斤。
美國麻省理工大學太空航空研究院的教授達瓦?紐曼(Dava Newman)是這種輕便式太空衣研究的主創人員之一，她和研究同伴們把這種太空衣叫做「生物服」(Biosuit)。去年年底，他們推出「生物服」的一個樣板，這個樣板已經解決了很多生命維持方面的問題，只是作為最初版本，還不適於用作太空行走。但是達瓦教授和她的同事希望能儘快研製出改良的版本，以便能在2012年的「美國再次登月」計劃中擔當重任。
緊貼皮膚的太空衣
麻省理工大學太空航空研究院的科學家常常會把這種能夠緊貼在皮膚上的太空衣稱作是「雜交產物」，從傳統太空衣的150公斤降到現在的45公斤。「生物服」實際上採用了一種完全不同的工作原理，但是它的生命維持系統卻幾乎原封不動地承襲傳統太空衣的設計，它將被背在太空人的身後，在太空活動的過程中為太空人提供氧氣和食物。
和傳統太空衣一樣，「生物服」必須為太空人創造一個和地球環境類似的微環境，以確保人類的存活；然而傳統太空衣採用的是一種「太空衣內加壓」的方式為太空人創造大氣壓強，這也是傳統太空衣看起來十分臃腫的原因。
「生物服」則採用了一種「機械反壓」的方式來實現加壓。和傳統太空衣一樣，「生物服」也是採取多層結構的設計，除了內衣層、排汗和散熱層之外，達瓦教授還是用一種可以被準確塑形的記憶合金，為「生物服」做了一付輕便的、富有彈性的「骨骼」。在這付「骨骼」外面，達瓦教授蒙上了一層高級混合纖維做成的隔熱防輻射面料，然後再在這層面料上塗上一層塗層，為的是讓面料完全失去延展性。在骨骼和面料之間，達瓦教授用一種高分子聚合物的凝膠填充進去，這些凝膠在受熱的條件下會非常容易膨脹。
穿著這樣的「生物服」，太空人在太空中執行太空行走的任務時，太空衣一旦感受到高溫，無論來自太空輻射還是來自於太空人自己的呼吸過程，這種溫度都足以讓凝膠膨脹起來。但是凝膠的膨脹卻無法向外擴散，因為表層面料是緊繃的，於是只能向內擠壓，這種擠壓到最後會形成一種內壓力，和太空衣內氣體加壓的效果相同，但「生物服」完全不會變臃腫，同時也省去了氣體加壓設備的重量。
「為人設計的太空衣」
那這種緊貼在皮膚上的「生物服」和傳統太空衣究竟有什麼本質上的差別麼？達瓦教授介紹說：「傳統的太空衣都是為了完成某種任務而打造的，但『生物服』卻是一件為人設計的太空衣。」
在太空中，由於失重和太空衣體積龐大，太空人的行動能力往往會減弱40%，當他們在太空中完成某項任務的時候，即使是一個簡單的動作，他們也很難做到得心應手。但是「生物服」卻能在保障安全的同時，能讓太空人保持靈活性和一定的力量感。
達瓦教授和她的研究團隊曾用3D圖像研究人在行走或發力時的肌肉運動，最後他們發現肌肉在運動時會產生一些具有支撐作用的力的線條，於是達瓦教授讓她的「生物服」按照這些線條的紋路縫製起來，以保證這些線條在運動時，始終保持柔韌度和彈性，而太空衣的其他部分則是緊繃的，起到保護和隔離的作用。
「傳統的太空衣只是把關節的部位設計成軸承，或者把需要活動的地方設計成彎頭，但是這樣太空人的活動範圍仍是有限的，我們希望『生物服』是一種類似於第二層皮膚那樣的太空衣，它能讓太空人按照自己的心意活動。」達瓦教授說，「那麼它將能使太空人在月亮或火星上的行動更加自由，如履平地。」