SpaceX艙外活動服,這五大未來感特徵太酷!

如果您認爲太空競賽隨着登月而結束,那是時候更新您的想法了。太空旅行正逐漸從政府的超專屬範疇拓展到資本主義探索的領域。商業近地軌道經濟看起來像是人類活動的下一個重大擴展領域之一。

波音、Space X、藍色起源、維珍銀河以及其他數十家公司已與美國國家航空航天局(NASA)合作,以使太空飛行更實惠,甚至有可能盈利,並且更安全。“月球計劃”這一表述可能是在太空競賽期間被創造出來的,但半個多世紀後,太空變得更容易接近。

在外太空建立永久存在的使命助力引領了下一代的探索技術,很少有宇航員設備像宇航服那樣作爲探索的象徵能吸引公衆的想象力。與波音等公司一起,SpaceX 正試圖重新構想宇航服的可能性。讓我們來看看宇航服的演變,並深入瞭解 SpaceX 計劃對其自身進行的變革。

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在美國國家航空航天局(NASA)內部,其以前被稱爲艙外活動機動單元(EMU),宇航服使宇航員能夠在航天器外生存。並非所有宇航員都能使用 EMU。在去過太空的 550 人中,只有大約一半進行了太空行走或艙外活動(EVA)。

艙外活動(EVA)主要有兩種類型

計劃內的艙外活動通常側重於修復和維護航天器(艙外活動在國際空間站的組裝過程中發揮了顯著作用),或者執行任務支持操作

宇航員可能會在出現問題的情況下進行計劃外的艙外活動

由四名宇航員組成的機組人員深入太空 700 公里,以測試 Starlink 的太空通信能力,研究太空輻射對人類健康的影響,並執行歷史上首次商業太空行走,期望測試 SpaceX 艙外活動單元(EMU)的發展情況

在未來的太空探索中,無論是在月球還是更遙遠的地方,都將需要數千套艙外活動單元(EMU)套裝。SpaceX 也在努力打造一款,其將憑藉提高的舒適度、安全性和能力——更不用說價格實惠這一點了,要知道一套完整的 NASA 航天服可能要花費數百萬美元——引領下一代太空飛行

讓咱們來瞧瞧該公司計劃實施的一些最具未來感的功能

美國國家航空航天局(NASA)設計的大多數前幾代航天服都非常笨重龐大,部分原因是工程師們沒有將舒適性和移動便利性放在首位。對於那些重新思考下一代航天服設計的人而言,這似乎是需要優先考慮的事項。

SpaceX 首席航天服工程師埃裡克·克勞斯(Erik Kraus)稱它“就像一套由織物製成的盔甲。”該航天服在保持舒適和可移動的同時,能夠保護穿戴者免受太空中所有強烈的環境危害。SpaceX 的艙外活動(EVA)航天服基於其艙內(IVA)航天服。這些航天服的最終目標可能不只是面向宇航員,着眼於最終的大規模生產,因此 SpaceX 的 IVA 和 EVA 航天服的標準化特徵將有助於降低成本。

一個關鍵的區別在於,EVA 航天服的柔軟部分在壓力作用下充氣變得堅固,通過使用旋轉接頭來提供移動空間。舊的 EVA 航天服包含了龐大且基本上堅硬的結構。材料設計和製造方面的創新使得 EVA 航天服足夠苗條和靈活,能夠在太空行走、發射和回收期間穿着。SpaceX 對其材料三緘其口,但承認其中有一些來自於建造獵鷹火箭和龍飛船。

SpaceX EVA 航天服擁有苗條的外觀和現代的設計,這不僅僅是由於技術進步。NASA 的艙外機動單元(EMU)是爲長達 8 小時的長期太空行走而設計的。它還包括推進、生命支持系統和多層絕緣層。SpaceX 的 EVA 航天服旨在用於更短和強度更低的太空行走。可以把 NASA 的 EMU 視作一艘潛艇,而把 SpaceX 的 EVA 航天服視作乾式潛水服裝備。

通常沒有太多時間或機會摘下頭盔、坐下然後掏出年鑑去查詢太空中的天氣。宇航員要考慮的事情很多,SpaceX 意在通過在其航天服頭盔中配備擡頭顯示器來簡化一些事宜。該頭盔是 3D 打印的,其聚碳酸酯面罩塗有氧化銦錫和銅,用於防止起霧和眩光。內置攝像頭和傳感器可監測宇航員的狀態,包括航天服壓力、溫度、溼度水平和在太空中的時間。雖然身着舊款航天服的宇航員能夠獲取這些信息,但得分散注意力去看手腕——這種中斷或許會擾亂精細的操作。SpaceX 的新航天服能將這些信息投射到頭盔內的透明屏幕上。SpaceX 設想其當前的航天服將有助於在月球和火星上進行殖民。在未來的度假或商務旅行中,這款航天服的某個版本可能會保護您或您所愛的人免受太空的危害。

在不考慮使其透明這一因素的情況下,爲保障人類在外太空的安全而設計工程材料就已經相當困難了。航天服的面罩對於保護宇航員免受太空輻射以及將宇航員與外界環境密封隔離而言至關重要。

商業太空探索的長期計劃包括冒險超越近地軌道,在那裡宇航員面臨更多的輻射暴露。因此,面罩必須發揮雙重功能,既要保護宇航員,又要確保清晰的可見度。

過去,美國國家航空航天局(NASA)使用半透明的金層來阻擋紫外線輻射。SpaceX 的艙外活動航天服面罩由聚碳酸酯製成——一種幾乎堅不可摧且具有出色光學品質的塑料。面罩塗有銅和其他材料,以幫助阻擋陽光直射機組人員的眼睛,同時在面向深空時將紅外線熱量反射向機組人員。

雖然與 SpaceX 艙外活動服的其他一些功能相較而言較爲簡單,但面罩是航天器上至關重要的安全設備。

在太空中保持健康可能頗爲複雜。SpaceX 宣稱,其宇航員身着其艙外活動服時不必太過擔心一件事:電磁輻射。顯然,其太空服也不必擔心這個問題。

我們之前提到過太空輻射會如何阻礙宇航員完成任務的能力。同樣的輻射也會損害太空服的功能。倘若電磁場擊中諸如艙外活動服這類導電物體,電荷可能會在內部傳播並損壞電子套件。

工程師在設計中添加了法拉第籠,有時也稱作法拉第層,用以保護太空服。它的作用就像房子的避雷針,將電流從屋頂引向地面,而不會穿過房屋內的系統或電器。法拉第籠攔截電場,並使其無害地穿過籠子,而不會損壞太空服。

只是瞥一眼 EVA 航天服,難以輕易發現法拉第籠,但它的存在表明 SpaceX 對保護其投資極爲重視,而且這傢俬營企業的理念似乎正在發揮作用;最近,宇航員們一直都在捨棄波音的航天服,轉而選擇 SpaceX 的裝備。

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