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工人日报 2019年10月25日 星期一

上周,美国航天局展示了重返月球计划将使用的“探索舱外移动单元”

新一代宇航服有啥亮点?

《工人日报》(2019年10月25日 06版)

上周,美国航天局向世人展示了“阿耳忒弥斯”重返月球计划将使用的新一代宇航服,将其命名为“探索舱外移动单元”。美国航天局表示,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。

乍一看,以红、白、蓝三色为主的新一代宇航服,外观看上去与目前国际空间站太空行走任务中使用的宇航服差别不大,都是由加压服和像背包一样的“便携式生命支持系统”组成。但据透露,它的技术升级体现在内部,可以使宇航员2024年执行登月任务时展开时间更长、程序更复杂的探索任务。

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。

首先,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,下肢活动变多——新宇航服的设计,便充分考虑到这种需求,在它的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,在行走、上肢大幅度旋转、深蹲、捡拾岩石和进行细致的手指活动时,也会较为轻松。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,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。

人类现在已知,月壤中藏有大量玻璃状碎屑,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。

目前宇航服的“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,但只能储存二氧化碳直至饱和,而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,从而限制了宇航服的使用时长。

第三,新宇航服采用了模块化设计,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。

而宇航服的“背包”中,则使用了微型化的电子系统和管道系统,这有利于延长太空任务,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。

最后,新宇航服还提升了舒适性。据介绍,经过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,在最大程度上保证了宇航服的舒适性,降低了可能对皮肤造成的不适。

针对通信系统,新宇航服采用了多个嵌入式声控麦克风,这样就能自动捕获声音,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。

(储棕荷)

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