美国重返月球计划要泡汤?原因竟是没有新款太空服

  
左图是当前美国宇航局使用的EMU太空服;中间是PXS太空服;右图是可适用火星表面行走的Z-2太空服。
 
 不同于科幻电影《火星救援》中的太空服,美国宇航局Z-2太空服可允许宇航员从太空服后端进入,这样可以不必进入气闸。

新浪科技讯 北京时间8月13日消息,据国外媒体报道,目前,专家警告称,美国重返月球计划可能被推迟,其原因是宇航员没有合适的太空服。

据悉,美国宇航局宇航员仍在使用几十年前的老式太空服,批判人士称,该太空服非常笨重,宇航员很难“钻进去”。虽然波音公司和SpaceX公司都在研发进入太空轨道的新型太空服,但是美国宇航局警告称,由于缺少合适的太空服,可能会对重返月球表面的计划带来麻烦。

美国北达科他州大学太空服设计师帕波罗·德利昂(Pablo de Leon)教授称,这是一个非常严重的问题,新式太空服除了更轻、更灵活、更容易穿上和脱下之外,还应当每平方英寸加压8磅,以缩短呼吸时间。

德利昂表示,美国宇航局早在几十年前就应该解决这些问题,但事实并非如此。设计新式太空服的计划应当是在90年代初完成。在宇航员乘坐俄罗斯“联盟号”飞船抵达国际空间站时,他们穿着俄罗斯索科尔飞行服,取代了航天飞机时代穿着的橙色太空服。

波音公司和SpaceX公司都已设计自己独特的飞行服,用于搭载宇航员前往国际空间站。对于太空行走——舱外活动(EVA),宇航员需要能够承受压力和透气的太空服,并能预防太空辐射。

目前,美国宇航局保留了航天飞机时代舱外活动套装,它是上世纪70年代中期设计的,并于同时期国际空间站宇航员使用。然而,空间站上的俄罗斯宇航员有他们自己的太空服设计,是用于太空行走的老式奥伦舱外活动套装。

然而,2017年一份审计报告警告称,美国宇航局对未来的太空任务并未做好准备工作。美国特朗普政府希望2024年国际空间站退役,延迟设计新式太空服将引发一场危机。

在2024年美国宇航局绕月轨道运行的月球轨道空间站(Lunar Gateway station)仍在建造之中,因此几乎不可能测试新式太空服设计。实际上,从现在到2024年之间,美国宇航局还有时间设计、制造和测试新式太空服。

近期,美国宇航局一份审计报告警告称,推迟月球探索任务的可能性很小。该机构计划最早在2020年,发射1号探索任务,这将首次测试猎户座飞船和重型火箭。之后月球轨道空间站将在5-6年之后建造完成。

图中是科幻电影《火星救援》中的太空服,这与美国宇航局新款太空服设计相差很大。
“创太空服”融入科技元素,其设计灵感源自科幻电影《创世纪》。

美国宇航局在2017年一份审计报告中警告称,尽管有这些迫在眉睫的太空任务最后期限,但是美国宇航局仍需要几年时间才能设计一套飞行服,适合未来太空勘测任务。

为了前往红色火星进行探索,美国宇航局当前正在开发一种全新的“创太空服”,用于发送首位宇航员抵达火星表面。

这款新式太空服叫做“Z-2”太空服,是针对每位宇航员3D打印出来的,可使宇航员在火星表面行走更加舒适。与科幻电影《火星救援》中马特·达蒙(Matt Damon)饰演角色穿着的紧身衣不同,这款太空服可以让宇航员在无需进入气闸的情况下从太空服后部逃生。

美国宇航局表示,“Z-2”太空服将为火星登陆者提供行星表面行走最大生产能力。当前美国宇航局正在设计新一代太空服技术,将利用可再生二氧化碳消除系统和水蒸发系统等先进技术,实现深空勘测,这些系统能更加有效地为宇航员提供空气呼吸和温度调节等重要必需条件。

“Z-2”太空服是适用地外行星表面太空服的技术演示者,这套太空服的设计是为了让宇航员在行星表面工作效率最大化——探索勘测、采集样本,并在栖息基地进行操作,以及操控维修登陆车。

“Z-2”太空服采用了先进复合材料,从而成为一种重量轻、耐用型太空服,可以在火星恶劣环境中承受长时间任务。可调节的肩部和腰部尺寸能够最大限度地扩大机组人员活动范围,使其成为适应任何宇航员的太空服。

同时,美国宇航局还公布了两款太空服设计,该机构指出,太空服的移动性和合身性对于保证宇航员的工作效能是至关重要的,因此我们正在致力于新式太空服设计,帮助宇航员在太空行走中更有效、更安全地工作。据悉,美国宇航局正在评估适用于多个探索目的地的加压太空服。

PXS太空服是一款专注于提高太空服适配性和性能的技术演示品,同时能够最大限度地减少近地轨道和更远区域执行长期太空任务所需的设备数量。PXS太空服采用一种新颖技术,融合尺寸定型特性,这种特性未来可用于轨道上、太空飞行或者火星表面3D打印,从而实现对任何宇航机组成员的太空服个人定制,或者改变轴承方位,最优化不同任务阶段的舱外活动能力。

宇航员将从Z系列太空服后端爬入太空服,通过一个可以嵌入着陆模块舱的舱口,这意味着他们并不需要传统的气闸。太空服是气闸的另一种选择,有可能允许宇航员快速、轻松地进入和退出休息舱、登陆车或者其它设备,而不会带来灰尘和其它污染物质。

Z系列太空服具有兼容性和舒适性,该设计比国际空间站的太空服更加灵活。美国宇航局工程师艾米·罗斯(Amy Ross)在一段视频中表示,我们正在设计这款新型太空服,从而提高微重力舱外和行星表面活动能力。

Z系列太空服是由公众投票选出的新一代太空服,而源自科幻小说灵感设计的“创太空服”太空服脱颖而出。目前,融入科技元素的“创太空服”凭借233431张投票,以63%的投票率略高于Z系列太空服设计。

太空服的迭代更新都将测试最新技术,未来这些新技术将有助于设计人类登陆火星穿着的新式太空服。

美国宇航局Z-2太空服是最新款太空服,是2012年发布的绿色和白色相间的Z-1太空服的后继款式。而设计大赛最终赢家——“创太空服”,融合了未来微妙的科技元素,它安装了发光线和发光块,能够释放光线,在太空行走时更容易识别同伴。这些发光装置安装在上半身和下半身,沿着裤褶,可使运动更加简单容易。同时,下半身还有耐磨面板。

据了解,民众投票选择了3种太空服设计,“创太空服”是一种仿生设计太空服,它的设计源自海洋生物,是为了呈现令人难以置信的海底生物发光特性,以及遍布全球的鱼类和爬行动物鳞片皮肤特征。

美国宇航局表示,这一设计反映了保护地球上最顽强生物的一些特征,其中包括肩部、肘部、臀部和膝盖上的分段裤褶。此外,电致发光线遍布上半身,人们穿着时可在黑暗环境中发光。使用电致发光线和明亮色彩装置看上去非常接近新款运动服和可穿戴设备,此外,太空服设计还有对比色拼接褶皱,以及电致发光线和不同类型的发光装置遍布上半身和下半身。

Z-2太空服是使用3D打印设备制造出来的,而3D人体激光扫描将精确地用于每位宇航员太空服的量身定制。美国宇航局表示,从太空服工程师的角度出发,我们发现当前一个令人兴奋的机会,制造的新型太空服与之前任何太空服完全不同。该设计主旨是保护宇航员,并突出一些移动作业功能。

美国宇航局通过投票方式,让民众对3款太空服进行选择,最终美国宇航局将把获胜的太空服设计投入约翰逊航天中心测试,再进行量产。从技术角度讲,Z-2太空服能够承受和吸收碰撞,尤其是上部和下部躯体部分,这对宇航员提供较大的安全保护性。

但是民众并非完全认可Z-2太空服,有人声称,该太空服像玩具一样,美国宇航局Z-1太空服曾在2012年被《时代周刊》评为年度最佳发明之一。

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责任编辑:陈龙
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