新一代登月宇航服 有哪些黑科技

淼焱

美國自1969年成功登月以來，一直沒停下前進的步伐：“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行，一件更好的宇航服是必不可少的。

美國宇航局已研制出更高級的宇航服，全稱叫“艙外探索機動裝置”，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。

升級千萬條，安全第一條

宇航服的終極目標是保證宇航員的安全。月球表面的環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、微流星體和真空環境。除了前面提到的危險，還有一個危險是人類登月后才發現的：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，宇航員由大口進入，然后這個大口會被無縫密封，并且還會在關節處放置多達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）也獲得了很好的升級。背包負責宇航服的電力和新鮮空氣的供應，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，當氧氣等資源不足或系統故障時，它會發出警報。

除此之外，新型背包的電子和管道系統更加簡單。假如在執行任務時它發生了故障，地面上的工程師們可以臨時復制出大部分系統，從而較為容易地找出故障和解決方法。

告別“袋鼠跳”和“汗漬耳機”

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行調整，這也導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復返。xEMU不僅更輕，而且它的各個關節處都設置了軸承。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戴上耳機和麥克風，然后再用厚厚的布把它們包裹起來進行固定。宇航員經常被捂得滿頭大汗，而且他們還無法處理。在新型宇航服上，麥克風和耳機被整合進頭盔當中，麥克風能從不同方位接收宇航員的聲音，耳機則轉換為高質量的揚聲器，從而保證通訊的質量，就像我們在科幻電影中看見的那樣。沒錯，科幻電影中麥克風、耳機和頭盔一體的宇航服頭盔現在才被制作出來。

“一服多穿”

這種新一代的宇航服還將采用模塊化設計，以實現“一服多穿”。這件宇航服可以根據不同的環境、任務和需求，對特定的部件進行更換。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行更換，而不用像以前那樣，要么終止自己的任務，要么心驚膽戰地完成任務。

除了方便，采用這種設計還有一個重要的原因，那就是美國宇航局如今已經在為未來的火星任務做準備了。這種設計允許工程師們可以根據現實需要對宇航服進行靈活的技術升級。例如，根據目前科學家們收集到的數據，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，工程師們根據這些數據把宇航服改造一下就能適應火星了。

當然，xEMU還在不斷地測試、升級。直到2024年到來，我們才能知道xEMU到底能先進到何種程度。

（張新芳摘自《大科技》2021年第2期）