美國重返月球計劃要泡湯?原因竟是沒有新款太空服
目前,專家警告稱,美國重返月球計劃可能被推遲,其原因是宇航員沒有合適的太空服。據(jù)悉,美國宇航局宇航員仍在使用幾十年前的老式太空服,批判人士稱,該太空服非常笨重,宇航員很難&ldq...
目前,專家警告稱,美國重返月球計劃可能被推遲,其原因是宇航員沒有合適的太空服。據(jù)悉,美國宇航局宇航員仍在使用幾十年前的老式太空服,批判人士稱,該太空服非常笨重,宇航員很難“鉆進(jìn)去”。雖然波音公司和SpaceX公司都在研發(fā)進(jìn)入太空軌道的新型太空服,但是美國宇航局警告稱,由于缺少合適的太空服,可能會對重返月球表面的計劃帶來麻煩。
左圖是當(dāng)前美國宇航局使用的EMU太空服;中間是PXS太空服;右圖是可適用火星表面行走的Z-2太空服。
不同于科幻電影《火星救援》中的太空服,美國宇航局Z-2太空服可允許宇航員從太空服后端進(jìn)入,這樣可以不必進(jìn)入氣閘。
美國北達(dá)科他州大學(xué)太空服設(shè)計師帕波羅·德利昂(Pablo de Leon)教授稱,這是一個非常嚴(yán)重的問題,新式太空服除了更輕、更靈活、更容易穿上和脫下之外,還應(yīng)當(dāng)每平方英寸加壓8磅,以縮短呼吸時間。德利昂表示,美國宇航局早在幾十年前就應(yīng)該解決這些問題,但事實并非如此。設(shè)計新式太空服的計劃應(yīng)當(dāng)是在90年代初完成。在宇航員乘坐俄羅斯“聯(lián)盟號”飛船抵達(dá)國際空間站時,他們穿著俄羅斯索科爾飛行服,取代了航天飛機(jī)時代穿著的橙色太空服。
波音公司和SpaceX公司都已設(shè)計自己獨特的飛行服,用于搭載宇航員前往國際空間站。對于太空行走——艙外活動(EVA),宇航員需要能夠承受壓力和透氣的太空服,并能預(yù)防太空輻射。
目前,美國宇航局保留了航天飛機(jī)時代艙外活動套裝,它是上世紀(jì)70年代中期設(shè)計的,并于同時期國際空間站宇航員使用。然而,空間站上的俄羅斯宇航員有他們自己的太空服設(shè)計,是用于太空行走的老式奧倫艙外活動套裝。
然而,2017年一份審計報告警告稱,美國宇航局對未來的太空任務(wù)并未做好準(zhǔn)備工作。美國特朗普政府希望2024年國際空間站退役,延遲設(shè)計新式太空服將引發(fā)一場危機(jī)。
在2024年美國宇航局繞月軌道運行的月球軌道空間站(Lunar Gateway station)仍在建造之中,因此幾乎不可能測試新式太空服設(shè)計。實際上,從現(xiàn)在到2024年之間,美國宇航局還有時間設(shè)計、制造和測試新式太空服。
近期,美國宇航局一份審計報告警告稱,推遲月球探索任務(wù)的可能性很小。該機(jī)構(gòu)計劃最早在2020年,發(fā)射1號探索任務(wù),這將首次測試獵戶座飛船和重型火箭。之后月球軌道空間站將在5-6年之后建造完成。
美國宇航局在2017年一份審計報告中警告稱,盡管有這些迫在眉睫的太空任務(wù)最后期限,但是美國宇航局仍需要幾年時間才能設(shè)計一套飛行服,適合未來太空勘測任務(wù)。為了前往紅色火星進(jìn)行探索,美國宇航局當(dāng)前正在開發(fā)一種全新的“創(chuàng)太空服”,用于發(fā)送首位宇航員抵達(dá)火星表面。
這款新式太空服叫做“Z-2”太空服,是針對每位宇航員3D打印出來的,可使宇航員在火星表面行走更加舒適。與科幻電影《火星救援》中馬特·達(dá)蒙(Matt Damon)飾演角色穿著的緊身衣不同,這款太空服可以讓宇航員在無需進(jìn)入氣閘的情況下從太空服后部逃生。
美國宇航局表示,“Z-2”太空服將為火星登陸者提供行星表面行走最大生產(chǎn)能力。當(dāng)前美國宇航局正在設(shè)計新一代太空服技術(shù),將利用可再生二氧化碳消除系統(tǒng)和水蒸發(fā)系統(tǒng)等先進(jìn)技術(shù),實現(xiàn)深空勘測,這些系統(tǒng)能更加有效地為宇航員提供空氣呼吸和溫度調(diào)節(jié)等重要必需條件。
“Z-2”太空服是適用地外行星表面太空服的技術(shù)演示者,這套太空服的設(shè)計是為了讓宇航員在行星表面工作效率最大化——探索勘測、采集樣本,并在棲息基地進(jìn)行操作,以及操控維修登陸車。
“Z-2”太空服采用了先進(jìn)復(fù)合材料,從而成為一種重量輕、耐用型太空服,可以在火星惡劣環(huán)境中承受長時間任務(wù)。可調(diào)節(jié)的肩部和腰部尺寸能夠最大限度地擴(kuò)大機(jī)組人員活動范圍,使其成為適應(yīng)任何宇航員的太空服。
同時,美國宇航局還公布了兩款太空服設(shè)計,該機(jī)構(gòu)指出,太空服的移動性和合身性對于保證宇航員的工作效能是至關(guān)重要的,因此我們正在致力于新式太空服設(shè)計,幫助宇航員在太空行走中更有效、更安全地工作。據(jù)悉,美國宇航局正在評估適用于多個探索目的地的加壓太空服。
PXS太空服是一款專注于提高太空服適配性和性能的技術(shù)演示品,同時能夠最大限度地減少近地軌道和更遠(yuǎn)區(qū)域執(zhí)行長期太空任務(wù)所需的設(shè)備數(shù)量。PXS太空服采用一種新穎技術(shù),融合尺寸定型特性,這種特性未來可用于軌道上、太空飛行或者火星表面3D打印,從而實現(xiàn)對任何宇航機(jī)組成員的太空服個人定制,或者改變軸承方位,最優(yōu)化不同任務(wù)階段的艙外活動能力。
宇航員將從Z系列太空服后端爬入太空服,通過一個可以嵌入著陸模塊艙的艙口,這意味著他們并不需要傳統(tǒng)的氣閘。太空服是氣閘的另一種選擇,有可能允許宇航員快速、輕松地進(jìn)入和退出休息艙、登陸車或者其它設(shè)備,而不會帶來灰塵和其它污染物質(zhì)。
Z系列太空服具有兼容性和舒適性,該設(shè)計比國際空間站的太空服更加靈活。美國宇航局工程師艾米·羅斯(Amy Ross)在一段視頻中表示,我們正在設(shè)計這款新型太空服,從而提高微重力艙外和行星表面活動能力。
Z系列太空服是由公眾投票選出的新一代太空服,而源自科幻小說靈感設(shè)計的“創(chuàng)太空服”太空服脫穎而出。目前,融入科技元素的“創(chuàng)太空服”憑借233431張投票,以63%的投票率略高于Z系列太空服設(shè)計。
太空服的迭代更新都將測試最新技術(shù),未來這些新技術(shù)將有助于設(shè)計人類登陸火星穿著的新式太空服。
美國宇航局Z-2太空服是最新款太空服,是2012年發(fā)布的綠色和白色相間的Z-1太空服的后繼款式。而設(shè)計大賽最終贏家——“創(chuàng)太空服”,融合了未來微妙的科技元素,它安裝了發(fā)光線和發(fā)光塊,能夠釋放光線,在太空行走時更容易識別同伴。這些發(fā)光裝置安裝在上半身和下半身,沿著褲褶,可使運動更加簡單容易。同時,下半身還有耐磨面板。
據(jù)了解,民眾投票選擇了3種太空服設(shè)計,“創(chuàng)太空服”是一種仿生設(shè)計太空服,它的設(shè)計源自海洋生物,是為了呈現(xiàn)令人難以置信的海底生物發(fā)光特性,以及遍布全球的魚類和爬行動物鱗片皮膚特征。
美國宇航局表示,這一設(shè)計反映了保護(hù)地球上最頑強(qiáng)生物的一些特征,其中包括肩部、肘部、臀部和膝蓋上的分段褲褶。此外,電致發(fā)光線遍布上半身,人們穿著時可在黑暗環(huán)境中發(fā)光。使用電致發(fā)光線和明亮色彩裝置看上去非常接近新款運動服和可穿戴設(shè)備,此外,太空服設(shè)計還有對比色拼接褶皺,以及電致發(fā)光線和不同類型的發(fā)光裝置遍布上半身和下半身。
Z-2太空服是使用3D打印設(shè)備制造出來的,而3D人體激光掃描將精確地用于每位宇航員太空服的量身定制。美國宇航局表示,從太空服工程師的角度出發(fā),我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)前一個令人興奮的機(jī)會,制造的新型太空服與之前任何太空服完全不同。該設(shè)計主旨是保護(hù)宇航員,并突出一些移動作業(yè)功能。
美國宇航局通過投票方式,讓民眾對3款太空服進(jìn)行選擇,最終美國宇航局將把獲勝的太空服設(shè)計投入約翰遜航天中心測試,再進(jìn)行量產(chǎn)。從技術(shù)角度講,Z-2太空服能夠承受和吸收碰撞,尤其是上部和下部軀體部分,這對宇航員提供較大的安全保護(hù)性。
但是民眾并非完全認(rèn)可Z-2太空服,有人聲稱,該太空服像玩具一樣,美國宇航局Z-1太空服曾在2012年被《時代周刊》評為年度最佳發(fā)明之一。
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