淼焱
美國自1969年成功登月以來,一直沒停下前進(jìn)的步伐:“阿波羅登月”計劃之后,美國人又開始著手下一個名為“阿爾忒彌斯”的登月計劃,該計劃打算在2024年再送一名宇航員登月。不過這個計劃要想更順利地進(jìn)行,一件更好的宇航服是必不可少的。
美國宇航局不已研制出更高級的宇航服全稱叫“艙外探索機(jī)動裝置”,英文簡稱xEMU。就讓我們來看看這件宇航服究竟有哪些升級吧。
宇航服的終極目標(biāo)是保證宇航員的安全。月球表面的環(huán)境對登月宇航員來說,可算是真正意義上的“四面楚歌”。宇航員要面對的是致命的極端溫度:最低為-157℃、最高為121℃,以及致命的輻射、微流星體和真空環(huán)境。除了前面提到的危險,還有一個危險是人類登月后才發(fā)現(xiàn)的:月球塵土。
這些月球塵土的直徑往往小于1毫米,含有玻璃、橄欖石、斜長石等多種物質(zhì)成分,有時候甚至還會有尖晶石和方英石這樣的成分包含在其中。在太空失重且真空的環(huán)境下,它們能夠快速移動并粘附在宇航服上,然后被宇航員帶回船艙,這會給宇航員的健康帶來巨大的威脅。由于舊式宇航服采用拉鏈的方式進(jìn)行穿脫,“月球灰”還會卡住拉鏈,影響宇航員退脫宇航服。
而xEMU不僅能保證宇航員在極端環(huán)境下的安全,還具有“耐灰”的特性,以避免“月球灰”的污染。xEMU還擺脫了拉鏈,它的背后直接開個大口,宇航員由大口進(jìn)入,然后這個大口會被無縫密封,并且還會在關(guān)節(jié)處放置多達(dá)16層的柔性防塵材料。
另外,宇航員身后的背包(便攜式生命支持系統(tǒng))也獲得了很好的升級。背包負(fù)責(zé)宇航服的電力和新鮮空氣的供應(yīng),同時還會保持濕度以及去除宇航員呼出的二氧化碳。值得一提的是,舊式背包不能排出二氧化碳,因此只能吸收一定量的二氧化碳;升級后的背包能把二氧化碳排出宇航服,這就使新型背包能無限“吸收”二氧化碳。新型背包還帶有檢測系統(tǒng),當(dāng)氧氣等資源不足或系統(tǒng)故障時,它會發(fā)出警報。
除此之外,新型背包的電子和管道系統(tǒng)更加簡單。假如在執(zhí)行任務(wù)時它發(fā)生了故障,地面上的工程師們可以臨時復(fù)制出大部分系統(tǒng),從而較為容易地找出故障和解決方法。
原來的宇航服不僅笨重,而且還對宇航員的行動有著諸多限制:膝蓋最多只能彎曲90度、雙手無法舉到頭頂和腿部無法大邁,等等。所以,在登月錄像中的宇航員是以袋鼠跳的方式進(jìn)行移動的。如果身體失去平衡的話,宇航員往往只能單腳跳而不能進(jìn)行調(diào)整,這也導(dǎo)致了宇航員們有時會“五體投地”般摔倒,即便只是撿東西,宇航員也得“五體投地”。
這種“五體投地”的尷尬情況將一去不返。xEMU不僅更輕,而且它的各個關(guān)節(jié)處都設(shè)置了軸承。如今,穿上這身新宇航服的宇航員,這次可以輕易地舉手過頭頂、蹲下、走路和邁步等等了。
以前的宇航員總是要先帶上耳機(jī)和麥克風(fēng),然后再用厚厚的布把它們包裹起來進(jìn)行固定。宇航員經(jīng)常被捂得滿頭大汗,而且他們還無法處理。在新型宇航服上,麥克風(fēng)和耳機(jī)被整合進(jìn)頭盔當(dāng)中,麥克風(fēng)能從不同方位接受宇航員的聲音,耳機(jī)則轉(zhuǎn)換為高質(zhì)量的揚聲器,從而保證通訊的質(zhì)量,就像我們在科幻電影看見的那樣。沒錯,科幻電影中麥克風(fēng)、耳機(jī)和頭盔一體的宇航服頭盔現(xiàn)在才被制作出來。
這種新一代的宇航服還將采用模塊化設(shè)計,以實現(xiàn)“一服多穿”。這件宇航服可以根據(jù)不同的環(huán)境、任務(wù)和需求,對特定的部件進(jìn)行更換。例如在登月行動中,頭盔的透明面罩被微型隕石刮傷了,此時宇航員可以直接回到船艙進(jìn)行更換,而不用像以前那樣,要么終止自己的任務(wù),要么心驚膽戰(zhàn)地完成任務(wù)。
除了方便,采用這種設(shè)計還有一個重要的原因,那就是美國宇航局如今已經(jīng)在為未來的火星任務(wù)做準(zhǔn)備了。這種設(shè)計允許工程師們可以根據(jù)現(xiàn)實需要對宇航服進(jìn)行靈活的技術(shù)升級。例如,根據(jù)目前科學(xué)家們收集到的數(shù)據(jù),火星的重力比月球的大、溫度(最低-143℃,最高35℃)情況比月球的(最低為-157℃,最高為121℃)要好,等等。屆時,工程師們根據(jù)這些數(shù)據(jù)把宇航服改造一下就能適應(yīng)火星了。
當(dāng)然,xEMU還在不斷地測試、升級。直到2024年到來,我們才能知道xEMU到底能先進(jìn)到何種程度。