新一代登月宇航服 有哪些黑科技

淼焱

美国自1969年成功登月以来，一直没停下前进的步伐：“阿波罗登月”计划之后，美国人又开始着手下一个名为“阿尔忒弥斯”的登月计划，该计划打算在2024年再送一名宇航员登月。不过这个计划要想更顺利地进行，一件更好的宇航服是必不可少的。

美国宇航局已研制出更高级的宇航服，全称叫“舱外探索机动装置”，英文简称xEMU。就让我们来看看这件宇航服究竟有哪些升级吧。

升级千万条，安全第一条

宇航服的终极目标是保证宇航员的安全。月球表面的环境对登月宇航员来说，可算是真正意义上的“四面楚歌”。宇航员要面对的是致命的极端温度：最低为-157℃、最高为121℃，以及致命的辐射、微流星体和真空环境。除了前面提到的危险，还有一个危险是人类登月后才发现的：月球尘土。

这些月球尘土的直径往往小于1毫米，含有玻璃、橄榄石、斜长石等多种物质成分，有时候甚至还会有尖晶石和方英石这样的成分包含在其中。在太空失重且真空的环境下，它们能够快速移动并粘附在宇航服上，然后被宇航员带回船舱，这会给宇航员的健康带来巨大的威胁。由于旧式宇航服采用拉链的方式进行穿脱，“月球灰”还会卡住拉链，影响宇航员退脱宇航服。

而xEMU不仅能保证宇航员在极端环境下的安全，还具有“耐灰”的特性，以避免“月球灰”的污染。xEMU還摆脱了拉链，它的背后直接开个大口，宇航员由大口进入，然后这个大口会被无缝密封，并且还会在关节处放置多达16层的柔性防尘材料。

另外，宇航员身后的背包（便携式生命支持系统）也获得了很好的升级。背包负责宇航服的电力和新鲜空气的供应，同时还会保持湿度以及去除宇航员呼出的二氧化碳。值得一提的是，旧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;升级后的背包能把二氧化碳排出宇航服，这就使新型背包能无限“吸收”二氧化碳。新型背包还带有检测系统，当氧气等资源不足或系统故障时，它会发出警报。

除此之外，新型背包的电子和管道系统更加简单。假如在执行任务时它发生了故障，地面上的工程师们可以临时复制出大部分系统，从而较为容易地找出故障和解决方法。

告别“袋鼠跳”和“汗渍耳机”

原来的宇航服不仅笨重，而且还对宇航员的行动有着诸多限制：膝盖最多只能弯曲90度、双手无法举到头顶和腿部无法大迈，等等。所以，在登月录像中的宇航员是以袋鼠跳的方式进行移动的。如果身体失去平衡的话，宇航员往往只能单脚跳而不能进行调整，这也导致了宇航员们有时会“五体投地”般摔倒，即便只是捡东西，宇航员也得“五体投地”。

这种“五体投地”的尴尬情况将一去不复返。xEMU不仅更轻，而且它的各个关节处都设置了轴承。如今，穿上这身新宇航服的宇航员，这次可以轻易地举手过头顶、蹲下、走路和迈步等等了。

以前的宇航员总是要先戴上耳机和麦克风，然后再用厚厚的布把它们包裹起来进行固定。宇航员经常被捂得满头大汗，而且他们还无法处理。在新型宇航服上，麦克风和耳机被整合进头盔当中，麦克风能从不同方位接收宇航员的声音，耳机则转换为高质量的扬声器，从而保证通讯的质量，就像我们在科幻电影中看见的那样。没错，科幻电影中麦克风、耳机和头盔一体的宇航服头盔现在才被制作出来。

“一服多穿”

这种新一代的宇航服还将采用模块化设计，以实现“一服多穿”。这件宇航服可以根据不同的环境、任务和需求，对特定的部件进行更换。例如在登月行动中，头盔的透明面罩被微型陨石刮伤了，此时宇航员可以直接回到船舱进行更换，而不用像以前那样，要么终止自己的任务，要么心惊胆战地完成任务。

除了方便，采用这种设计还有一个重要的原因，那就是美国宇航局如今已经在为未来的火星任务做准备了。这种设计允许工程师们可以根据现实需要对宇航服进行灵活的技术升级。例如，根据目前科学家们收集到的数据，火星的重力比月球的大、温度（最低-143℃，最高35℃）情况比月球的（最低为-157℃，最高为121℃）要好，等等。届时，工程师们根据这些数据把宇航服改造一下就能适应火星了。

当然，xEMU还在不断地测试、升级。直到2024年到来，我们才能知道xEMU到底能先进到何种程度。

（张新芳摘自《大科技》2021年第2期）