NASA新登月宇航服公开，可屈膝蹲下举手，不用在月球上跳着走了
北晚在线2019-10-17 09:09
据外媒报道，NASA宇航员将以爱国的方式漫步月球。当地时间周二，该机构在新闻发布会上展示了为Artemis月球任务设计的新宇航员服。NASA局长吉姆·布里登斯汀主持了这场引人注目的活动并由此揭开了新宇航服的神秘面纱。
视频截图
这次公开活动展示了两款宇航服原型。其中，橙色的猎户座乘员生存系统(Orion Crew Survival System)套装是在发射和重返猎户座飞船时穿的。红、白、蓝三色探索舱外活动单元（Exploration Extravehicular Mobility Unit ，以下简称xEMU）则用于太空行走。
布里登斯汀特别指出，这些宇航服适合所有体型宇航员。而他之所以强调了这点则是因为此前国际空间站(ISS)没有足够的宇航服致使NASA不得不取消了首次计划的全女性太空行走。
NASA曾在10月初公布了xEMU宇航服的一些细节，强调了该设计的可操作性以及自阿波罗时代以来取得的进展。
在上世纪六七十年代的太空任务中，阿波罗号宇航员在月球漫步时有时会摔倒。于是新宇航服将需要能够满足宇航员屈膝、将物体举过头顶并完全旋转手臂的条件。
NASA一名航天服工程师在台上展示了在压力下穿上xEMU宇航服，与此同时还展示了能够摆动手指、蹲下来捡起地板上的石头等能力。
据悉，宇航员预计将在月球上穿着这些宇航服一次的时间要8个小时。
至于橙色的救生服在月球表面不会起任何作用，它们的设计目的是为在飞船遇上紧急情况提供长达6天的生命支持。
NASA现正在打造第一套Artemis太空服并计划在2023年之前交付成品。之后，它将计划把宇航服的生产交给私营企业。
此外，布里登斯汀还为NASA制定了雄心勃勃的计划，即在2024年之前把第一位女性和下一位男性宇航员（也许是两位女性宇航员）送上月球。
NASA认为Artemis任务不只是在月球表面象征性地漫步，它希望能借此在月球上建立一个可持续的人类存在点并将其作为深入探索太阳系的起点。而火星就在未来的探索名单上。
延伸阅读：
科普：美国新一代登月宇航服有何特点
美国航天局在一份公报中说，新宇航服至少进行了四方面改进，最大特色是“移动性”更好，更加灵活。宇航员从国际空间站出舱进行太空行走时，下肢活动较少，而在月表行走并展开科研活动时，下肢活动更多。新宇航服的设计充分考虑这种需求，其加压服下半身安装了多个关节轴承，允许臀部弯曲和旋转，膝盖处有更大弯曲度，并采用了类似登山靴的柔性鞋底。
此外，宇航服上半身的改造使宇航员可以大幅度旋转胳膊，并轻松将物体举过头顶。新宇航服还采用了从后面穿入的设计，使肩部组件更贴身，有助降低肩部损伤风险。
其次，新宇航服的安全性和防护能力大幅提高。安全永远是人类太空任务的“重中之重”，这种新型舱外宇航服可在零下约157摄氏度至零上约121摄氏度之间的温度条件下保护宇航员，使他们不受辐射、月尘和微流星体侵害。
1969年“阿波罗11号”宇航员首次登月时，工作人员主要担心月壤能否支撑载人飞船着陆。但是现在人类已知月壤中藏着更大的风险，那就是其中有大量玻璃状碎屑，可能侵入宇航服中。因此新宇航服增加了防尘设计，避免月尘被吸入并污染生命支持系统。
宇航服的“便携式生命支持系统”在为宇航员提供能源和氧气的同时，还能清除宇航服中的二氧化碳、有毒气体等。据介绍，新宇航服的生命支持“背包”可以持续清除宇航员呼出的二氧化碳；相比之下，目前的宇航服只能储存二氧化碳直至饱和，从而限制了宇航服的使用时长。
第三，新宇航服采用模块化设计，方便在长时间探索任务中更换组件。例如其头盔采用了可快速更换的防护面罩，如果出现表面破损、凹陷或刮伤等问题，可以单独更换防护面罩，无需将整个头盔送回地球维修。
宇航服的“背包”中使用了微型化的电子系统和管道系统，因此许多组件在设计上是有备份和冗余度的，万一有些组件出现问题也无大碍，这有利于延长太空任务。
第四，新宇航服提升了舒适性。在美航天局约翰逊航天中心，研究人员对运动中的宇航员进行全身3D扫描，根据3D动画模型设计组件，最大程度保证了宇航服的舒适性，降低了可能对皮肤造成的不适。
新宇航服的通信系统采用了多个嵌入式声控麦克风，能自动捕获声音，克服了此前宇航服麦克风无法跟随宇航员头部运动而收声的问题。
美航天局介绍说，新宇航服在行星表面以及微重力环境下均可使用，将首先在国际空间站使用，未来还有望用于火星探索任务。
发展历史
世界上第一个使用航天服装备的人是美国冒险家威利·波斯特。二十世纪30年代初，他驾驶“温尼妹号”单座机在向横越北美大陆飞行的挑战中，将飞机上升到同温层。当时波斯特身穿的高空飞行压力服，是用发动机的供压装置送出的空气压吹起来的气囊。
第一代
近代的航天服是1961年在美国问世的。当年5月阿仑·谢泼德第一个成功地进行了美国最早的载人航天飞船计划——水星计划的亚轨道飞行。飞行所用的航天服，是由当时美海军的高性能战斗机飞行员穿着的MK-4型压力服加以改进的。这种航天服由氯丁橡胶涂在布上的防护层和经过氧化铝处理的强化尼龙的内绝热层叠合而成，肘和膝关节部分缝入了金属链，容易弯曲。但是，当内压提高时，航天员难以活动身体。
第二代
60年代中期在实施“双子星座”计划时，美国又开发了第二代航天服。这种航天服在封入空气压的压力囊外蒙上了一层用特氟纶混纺材料织成的网，即使空气压使航天服整体膨胀也容易弯曲。由于“双子星座”计划要求航天员进入太空在轨道上作会合或入坞的活动，所以这种航天服具有极佳的运动性。
第三代
第三代航天服是实施阿波罗计划时使用的航天服。月面活动与浮游在太空活 海鹰型舱外航天服
动的情形不同，必须一边步行在遍地皆是岩石的月球表面，一边弯下身体采取岩石标本。再者，要求保护航天员能经受强烈的太阳光辐射，以及使从天而降的微小陨石砸在身上也不致破损。
这种航天服在关节周围制成伸缩自如的褶皱，大大提高了运动性能。但是，必须穿着特殊的“内衣”。这种几乎盖住全身的网状内衣缝入了长达100米犹如意大利空心面条那么粗的盘成网状的管子，管内流过冷水，吸走航天员身上散发的热量，并排到宇宙空间，所以航天员穿上后感到十分舒适。穿在内衣外的航天服由内绝热层、压力层、限制层(抑制压力层的膨胀)几层重叠，最外面还蒙上聚四氟乙烯与玻璃纤维制成的保护层。再戴上强化树脂制成的盔帽、与航天服几乎一样多层的手套，穿上金属网眼的长统靴，就是完整的阿波罗航天服了。
阿波罗航天服与过去的航天服相比，根本的差别是采用了便携式生命保障系统，即将生命保障系统固定在背上，以进行供氧、二氧化碳的净化和排除体热。
第四代
航天飞机上的航天员使用的
航天服可以说是第四代航天服了。在此之前，航天服是定做的，不仅开发和制作上耗费巨资和时间，而且一件航天服只能用一次，已远远不能适应新的需要了。
航天飞机用的航天服不是定做的，它是根据人体的造型把航天服分成几部分，分别被规格化为“特大”到“特小”几种尺寸，然后成批生产，加工成现成的服装。航天员只要从中选择合身的各部分，重新加以组合就可得到一套满意的航天服了。使用后，也不像过去那样送进博物馆，而是把航天服再分解，各部分清扫后再次使用，计划使用寿命是15年以上。
在阿波罗时代穿好一身航天服需要1小时，现穿航天飞机用航天服(包括生命保障系统在内的舱外机动装置)只要10～15分钟就足够了。新的生命保障系统可在长达7个小时内向剧烈消耗体力的航天员供给必要的氧、冷却水、电力。不仅如此，头盔内侧还可供给500毫升的饮料和少量的航天食品。
至于大小便的处理，在进行舱外活动前，必须在舱内大便完毕，而小便可以在航天服中排泄，因为配备了尿抽吸装置。还只有供男性使用的装置，女性用的(尿布型)正在开发之中。将来，女航天员也不用为排尿担心了。
为了迎接空间站时代的到来，美国航宇局正在致力开发新的航天服。尽管建造空间站穿着航天飞机用的航天服也可以，不过进入太空活动前，航天员还先要做准备工作。即必须呼吸纯氧4个小时，或在气压为0．69毫米汞柱的舱内呆上大约12个小时，然后再呼吸纯氧40分钟，目的是将体内的氮排出，同时使身体适应低压环境。如果不做这样的准备工作，由于航天服内只有0．3个大气压，体内氮因急骤减压而形成气泡，会使航天员患与潜水员一样的沉箱病。显然，这种航天服难以适应今后在太空中频繁活动的需要。据美国航宇局预测，太空时代，每个航天员每年需在太空中工作1000小时，为此要求航天服不但耐用，而且要大幅度降低成本。
与过去的航天服相比，外观上有明显的不同，全身是金属铠甲那样的刚性结构，仅关节部分是可折皱的软结构。这种航天服的内压可提高到0．54个大气压，所以航天员穿这种新航天服进入太空之前不需要准备过程，也不用再为沉箱病担心。但是，内压提高使这种新航天服变得笨拙，运动性差。已试制成的这种航天服重达90千克，穿在身上根本无法在地面上行走。所幸的是，在太空中，重力变小了，宇航员不用费很大的力气。不过，重力变小了，质量还是没变具有和原来一样的惯性，所以宇航员不能快速移动。
航天服的制造和发展时间还相当短，未来的航天服将更适合人类航天和在太空生活的需要!
来源：综合环球网、新华网、百度百科
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