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NASA宇航服大升级!2024年人类将重返月球

作者:匿名 时间:2019-11-07 19:08:37

当地时间10月15日下午2点,美国国家航空航天局(nasa)在华盛顿总部的新闻发布会上宣布了两个新设计的宇航服原型。

这是美国宇航局近40年来的首次太空服更新。

据美国宇航局称,新一代宇航服比50年前阿波罗计划中使用的宇航服更加舒适、灵活和安全。两套宇航服也将成为2024年美国重返月球计划的主力,协助一男一女宇航员在月球表面开展科学研究活动。

在上图的右侧是一套较轻的橙色织物,叫做“猎户座船员救生服”。在起飞和着陆期间,宇航员将在猎户座飞船的舱内穿着这套救生服。该救生服具有防辐射、保压和供氧的功能,当舱内气压变低或漏气时,可以为宇航员获得宝贵的操作时间。

上图中间的套装被称为“探索额外车辆机动装置”或xemu,它将在这次月球返回时穿着。

最重要的功能升级几乎都集中在xemu上。

尽管人类已经在月球上“迈出”了第一步,阿姆斯特朗和他的同伴们不得不以“兔子跳”的方式在月球上移动,因为他们的膝盖在笨重的宇航服中很难弯曲。

这种方式使得运动低效且危险。

1972年,美国宇航员杰克·施密特不得不跳过月球去捡起一件落下的设备,然后重重地绊倒了。

这种由于不方便移动而造成的错误会导致宇航服被刺穿,或者危及宇航员的生命安全。

现在,在xemu的帮助下,未来的宇航员终于不用跳跃了。

Xemu的下肢由最先进的表面材料和关节轴承制成,使它们更灵活地移动。无论是臀部、膝盖还是脚底,它都给宇航员提供了很大的自由度,他们可以在月球表面自由转动、蹲下和行走。

Xemu的上肢是分开设计的,这样宇航员可以很容易地转动手腕或把手臂举过头顶。然而,阿波罗宇航服上肢的运动完全取决于关节的褶皱。不仅运动范围小,手腕和前臂也不能转动,这使得运动非常僵硬。

为了让宇航员执行更精确的操作,例如使用仪器和在月球上建立基站,xemu还配备了非常灵活的新手套。相比之下,上一代太空服的手套就像十个圆面包,紧紧地粘在一起,很难移动。

为了展示xemu的高机动性,宇航服的主要工程师之一克里斯汀戴维斯(kristine davis)也在会议现场展示了如何从月球表面捡起岩石。整个运动似乎连贯而轻松。

除了“侵入式”宇航服之外,月球上的宇航员还将受到各种外部因素的威胁,其中最微不足道和危险的是月球表面的尘埃。

当人类不知道月球的时候,美国宇航局的科学家们最担心松散的月球土壤无法支撑着陆器和宇航员的重量。然而,从阿波罗计划中吸取的教训告诉他们,更危险的是微小的尘埃粒子。

月尘的直径通常不到1毫米,边缘锋利,像碎玻璃。灰尘会穿透宇航服表面的编织结构,接触内部涂层,磨损宇航服脆弱的关节部分,并可能进入宇航服,污染生命支持系统,甚至穿透宇航员的肺部。

上一代宇航服都依赖拉链,拉链的锯齿状边缘是火山灰粘附最严重的区域,从而威胁到宇航员的健康。

因此,xemu增加了防尘设计。它不仅在关节处使用了多达16层的柔性防尘材料,还改变了传统的拉链穿脱方式——xemu更像一个迷你胶囊而不是衣服。宇航员将从xemu背面的一个大开口进入,之后“门”将被无缝密封。

此外,xemu的生存能力也得到了极大的提高。

尽管为宇航服提供氧气、电力和除湿的“便携式生命维持系统”仍然携带着人们熟悉的大袋子,袋子里的东西与以前大不相同。xemu内部的电路和管道是旧设计的微型版本,可以在相同的背包体积中容纳更多的冗余。一旦主系统出现故障,冗余可以立即更换,大大提高了宇航服的安全性和航天员出舱活动的时间。

为了使宇航员将来能够执行更复杂的计划,例如探索月球南极,xemu还具有更宽的温度范围。据美国宇航局称,xemu能够承受零下250华氏度(约121摄氏度)的极低温度和250华氏度的高温。

在头盔里,美国宇航局重新设计了通讯系统。

以前,宇航员必须在头盔里戴一顶叫做“史努比帽”的耳机。“史努比帽”透气性差,会用汗水覆盖宇航员的头部。如果宇航员在移动时说话,收音机将会断断续续。

Xemu完全摆脱了史努比的帽子。Xemu上身内置了许多嵌入式智能麦克风。宇航员说话时,他们会自动捕捉声音。无论他们与机舱外的队友、机舱内的同事和休斯顿总部联系,他们都是稳定和清晰的。

宇航服的尺寸曾经是个大问题。

今年3月,原定由两名美国国家航空航天局女宇航员执行的太空行走任务不得不用一名男性代替其中一名,因为空间站里没有两套可供女性穿着的太空服。

然而,技术的发展降低了定制宇航服的成本,使xemu成为每个人都能穿的宇航服。

据美国宇航局称,xemu将使用3d人体扫描技术为宇航员建立模型,并与之前的阿波罗宇航服相比定制宇航服组件。

此外,xemu的模块化设计也使其更具扩展性。例如,头盔上的防护面罩一旦戴上,就可以在空间站上迅速取下和更换,而无需将旧头盔送回地球进行重建。

如果未来的宇航员想登陆火星,xemu也可以通过更换一些附件来适应火星表面的温度和重力。

美国宇航局说:“唯一没有改变的是,宇航员如果想在舱外活动中解决个人问题,就需要在xemu换尿布。”

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