邱林

紐曼教授展示未來的月球服

俄羅斯的抗微重力宇航服

美國東部時間5月30日，搭載兩名美國宇航員的SpaceX龍飛船發(fā)射成功，乘“獵鷹9號”火箭飛往國際空間站。這意味著自2011年亞特蘭蒂斯號航天飛機退役后，美國時隔9年再一次擁有了載人航天飛行器。SpaceX的雄心壯志遠不止于此。據(jù)馬斯克透露，該公司正在研制一種名為“星際飛船”的大型火箭，有朝一日能夠把人類帶到月球和火星等深空目的地。

運載工具的問題解決了，商業(yè)化太空旅游項目的開發(fā)也提上日程，想在空間環(huán)境中進行科學實驗的科研人員，以及想嘗鮮太空游的游客都躍躍欲試。不過，一個現(xiàn)實問題擺在他們的面前。

游客宇航服已在接受測試

太空中的失重環(huán)境對人體的生理功能有很大影響，可能導(dǎo)致心血管功能障礙、機體能力下降以及肌肉萎縮等病理和生理現(xiàn)象。科研人員和游客沒有受過專業(yè)宇航員那樣的訓(xùn)練，在進入太空后如何適應(yīng)呢？

為了解決這個問題，美英兩國聯(lián)合開發(fā)出一種對抗太空微重力環(huán)境的特種服裝。英國倫敦國王學院和美國麻省理工學院的科學家主導(dǎo)這項研究，他們開發(fā)的游客宇航服正在接受測試。

據(jù)參與研發(fā)游客宇航服的倫敦國王學院太空生理學專家大衛(wèi)·格林透露，這種宇航服的研發(fā)已經(jīng)持續(xù)了一段時間，最早由美國麻省理工學院的專家進行初步設(shè)計。目前一批身著該款服裝的宇航員正搭乘倫敦國王學院的空間模擬器進行模擬太空環(huán)境測試。在此之前，美國麻省理工學院和歐洲航天局已經(jīng)在失重環(huán)境中測試了這款游客宇航服，參與測試的宇航員均認可其表現(xiàn)，表示穿上它以后感覺像是在重力環(huán)境下，而且動作很靈活，沒有受到限制。

游客宇航服的外表類似于“鯊魚皮”游泳服或緊身跑步衣，而其科技含量要比后兩者高得多。每件宇航服都由多層網(wǎng)狀氨綸纖維、尼龍和樹脂材料編織而成。它根據(jù)人體工程學原理設(shè)計，具有高彈性、耐熱、吸汗、快干以及韌性好等特點。

游客宇航服沒有袖子，因為太空微重力環(huán)境對于人的胳膊影響相對較小，而且無袖設(shè)計便于游客的雙手活動，還能夠最大程度地緊裹在人體上，進而對人體各部位——背部、胸部、腹部、臀部以及腿部等施加類似于地球重力的作用效果。

穿上這種宇航服后，游客會感覺它如同充滿氣的測血壓袋那樣緊，這種壓力會遍及全身（除了頭部和胳膊），從而讓游客做各種動作（如起身、轉(zhuǎn)動等）時感受到類似重力的作用，以確保其骨質(zhì)不會因失重環(huán)境而流失，也不會因失重而發(fā)生身體機能下降及肌肉萎縮等生理和病理現(xiàn)象。

美國航空航天局（NASA）曾主導(dǎo)研發(fā)上一代抗微重力宇航服，但相關(guān)項目由于技術(shù)原因中止了。美國約翰遜航天中心高級工程師喬·科斯莫表示：“上一代抗微重力宇航服無法為全身提供均勻的壓力，對膝關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)后部以及胯部等部位無效。此外，要穿上這套衣服非常麻煩——必須一層一層地穿，整套衣服由三層特殊的面料制成。如今的游客宇航服解決了這些問題?！?/p>

未來的太空游是一個龐大的市場，航天強國俄羅斯自然不會放棄。據(jù)俄羅斯《火星》雜志報道，俄羅斯宇航局開發(fā)出一款抗微重力宇航服，其內(nèi)部有很多彈性袋，宇航員套進去后能借助彈力作用使肌肉緊張，從而避免肌肉萎縮。目前國際空間站的俄羅斯宇航員都借助這種服裝對抗失重的影響，每天穿著它1—2小時。這種專業(yè)測試可以為以后的商用化改進積累資料。

游客宇航服的核心設(shè)計者、麻省理工學院太空工程學教授達瓦·紐曼表示：“我們的游客宇航服性能比俄羅斯的抗微重力宇航服優(yōu)秀。俄羅斯產(chǎn)品的設(shè)計相對比較落后，減少人員的骨質(zhì)流失和肌肉萎縮的效果不太理想。在空間站上，俄羅斯宇航員穿著這種服裝的同時，每天還要鍛煉兩小時左右，以避免身體遭受失重環(huán)境的影響。顯然，對于科研人員和普通的太空游客來說，這是很難做到的。我們開發(fā)的游客宇航服采用的是前沿科技及材料，在測試中的表現(xiàn)受到了歐美太空機構(gòu)的一致認可?！?h3>確保游客安全進出外星球基地

NASA的一位專家指出，按照目前的設(shè)計，游客宇航服只能在航天器或空間站內(nèi)使用。也就是說，它是一種艙內(nèi)宇航服。太空游客想要出艙進行太空行走，或者在月球乃至火星上活動，靠這種宇航服是不行的。

游客宇航服只是美英兩國在宇航服領(lǐng)域進行創(chuàng)新的開始。據(jù)美國科技雜志《Txchnologist》披露，美國查爾斯·斯塔克·德雷珀實驗室（擅長開發(fā)航天工程配套設(shè)備）正與麻省理工學院聯(lián)手，以現(xiàn)有的游客宇航服為基礎(chǔ)開發(fā)月球服，該項目的負責人正是參與設(shè)計游客宇航服的紐曼教授。

紐曼表示，月球服是現(xiàn)有的游客宇航服的升級版，它既能在航天器內(nèi)穿著，也可用于游客進行艙外太空行走乃至外星球地表行走。如今被普遍使用的臃腫的艙外宇航服，對宇航員的活動限制很大，質(zhì)量太大也是其限制因素?！翱蒲腥藛T和普通游客可不像專業(yè)宇航員那樣受過訓(xùn)練。因此，我們需要給宇航服瘦身，讓它變得就像是人身上的第二層皮膚一樣，從而讓穿著它的人可以行動自如?！?/p>

按照設(shè)計，月球服由一套緊身服和一個增壓頭盔組成。游客穿上適合其身形的具有彈性的月球服后，需要再套上一件“硬殼背心”，背心上裝有便攜式生命支持系統(tǒng)，能通過管道將氧氣輸入頭盔，從而為游客供氧。

月球服有諸多技術(shù)亮點：其內(nèi)層采用緊身設(shè)計，能夠為在艙外或外星球地表活動的人提供抗微重力效果;與只適用于艙內(nèi)活動的宇航服不同，月球服的表面噴有特殊涂層，能抵御高溫、嚴寒、輻射乃至灰塵，能在布滿灰塵的外星球地表環(huán)境中保護穿著人員，確保游客可以安全進出太空站或外星球基地;查爾斯·斯塔克·德雷珀公司的實驗室為該服裝設(shè)計了安裝在手臂和大腿處的電子陀螺儀系統(tǒng)，它能讓游客在微重力環(huán)境中辨別上、下、左、右;月球服還配有由電力驅(qū)動的人工肌肉纖維，它可以增強人員的力量和耐力;最后，月球服內(nèi)置通信設(shè)備、傳感器等。

軍事應(yīng)用前景

美國《流行科技》雜志援引NASA太空裝備專家迪普的話稱，以游客宇航服為基礎(chǔ)開發(fā)的月球服除了服務(wù)于未來的太空游市場以外，還具有一定的軍事應(yīng)用潛力。

在未來戰(zhàn)爭中，空間站是“戰(zhàn)略制高點”及“軍事前哨”，因此，如果能奪取敵方的空間站，就將對其士氣造成重大打擊。特種作戰(zhàn)人員如果身著軍用版月球服，就能成為身手靈活的太空步兵。他們不需要像專業(yè)宇航員那樣，先接受長期的抗微重力訓(xùn)練再進入太空，而是能迅速搭乘飛船從地球上起飛，登陸敵方的空間站實施突襲。

此外，月球服如果作為作戰(zhàn)服裝來使用的話，還可以協(xié)助部隊奪取敵方的外星球基地，如月球基地、火星基地等。

據(jù)悉，美國國防部下屬的高級研究計劃局有意參與月球服的研發(fā)和改進工作。該機構(gòu)的專家還有一個設(shè)想：利用仿生學原理，開發(fā)能夠根據(jù)周邊環(huán)境讓月球服表面改變顏色的技術(shù)。這種軍用月球服特別適用于外星球的地面作戰(zhàn)。穿著它的作戰(zhàn)人員能與月球或火星上的地表環(huán)境融為一體，使得敵方基地的人員難以察覺到他們的行動。

編輯：姚志剛 winter-yao@163.com