原創： 邢逸帆 PingWest品玩

未來登陸火星的宇航服也將在此基礎上改進而來。

當地時間10月15日下午兩點，美國國家航空航天局 NASA 在華盛頓總部的媒體招待會上，一口氣公布了兩款最新設計的宇航服原型。

這是 NASA 近 40 年來首次更新宇航服。

據 NASA 稱，比起 50 年前阿波羅計劃中采用的宇航服，新一代宇航服更舒適、更靈活、更安全。這兩套宇航服也將成為美國 2024 年重返月球計劃中的主力，協助一男一女兩位宇航員在月球表面開展科研活動。

▲圖源：NASA

上圖右側通體由橙色面料構成、較為輕薄的一套叫做“獵戶座飛船生存服（Orion Crew Survival Suit）”。在起飛和降落過程中，宇航員將在獵戶座飛船船艙內穿著這套生存服。生存服具有防輻射、保壓、供氧功能，在座艙氣壓變低或氣體泄漏時，能為宇航員爭取到寶貴的操作時間。

而上圖中間這套宇航服，全稱為“艙外探索機動裝置（Exploration Extravehicular Mobility Unit）”，簡稱 xEMU，是這次返月行動中將穿著的艙外宇航服。

最主要的功能升級，幾乎都集中在 xEMU 上。

月球漫步？沒那么簡單

盡管人類已經在月球“邁出”第一步，但不管是阿姆斯特朗還是他的同伴們，因為身著笨重的宇航服膝蓋難以彎曲，在月球上都要以“兔子跳”的方式移動。

這種方式讓移動效率又低又危險。

1972 年，美國宇航員哈里森·施密特（Harrison Schmidt）在月球上想要拿起一個掉落的設備時，不得不跳過去撿，然后栽了個大跟頭。

這種因移動不便造成的失誤輕則導致宇航服被戳破，重則危及宇航員生命安全。

▲哈里森·施密特翻跟頭，圖源：NASA

如今，在 xEMU 的幫助下，未來的宇航員終于不用再蹦蹦跳跳了。

xEMU 的下肢采用了最先進的表面材料和關節軸承，移動更加靈活。不管是髖部、膝部還是腳掌，都為宇航員提供了很大的自由度，在月球表面也可以自由轉身、下蹲和行走。

xEMU 的上肢則采用了分體設計，宇航員可以輕松轉動手腕，或者把胳膊舉過頭頂。而阿波羅宇航服的上肢移動全靠關節處的褶皺，不僅活動范圍小，而且手腕和小臂都沒法轉彎，移動起來非常僵硬。

▲外觀上看來，新宇航服“一截一截”的

為了讓宇航員在月球執行使用儀器、建立基站等更精密的操作， xEMU 還配備了非常靈活的新手套。相比之下，上一代宇航服的手套就像十根圓圓的小面包，緊緊地貼在一起，難以移動。

▲阿姆斯特朗使用過的航天服

在發布會現場，為了展示 xEMU 的高機動性，宇航服的主要工程師之一克莉絲汀·戴維斯（Kristine Davis）還示范了如何從月球表面撿起巖石。整個動作顯得連貫又輕松。

防塵耐凍，全面保護

除了“礙手礙腳”的宇航服，登月宇航員們還會受到各種外部因素的威脅，其中最不起眼、也最為兇險的就是月球表面的灰塵。

在人類還不了解月球時，NASA 的科學家們最擔心的是疏松的月球土壤不能支撐著陸器和宇航員的體重，然而從阿波羅計劃汲取的教訓告訴他們，更危險的是微小的塵埃顆粒。

月球塵土粒徑一般小于 1 毫米，像碎玻璃一樣邊緣鋒利，這些塵土會穿透宇航服表面的編織結構接觸內部涂層，磨損宇航服脆弱的關節部位，還有可能進入宇航服、污染生命維持系統甚至穿透宇航員肺部。

上一代宇航服穿脫都靠一條拉鏈，而拉鏈的鋸齒附近是卡灰的重災區，宇航員的健康也可能因此受到威脅。

因此，xEMU 新增了防塵設計。不僅在關節處使用了多達 16 層的柔性防塵材料，還改變了傳統的拉鏈穿脫方式——比起衣服，xEMU 更像一個迷你太空艙，宇航員將從 xEMU 背部的大開口進入，之后“艙門”會無縫密封。

▲新的入口設計

此外，xEMU 的生存能力也大大加強了。

盡管給宇航服供氧、供電、除濕的“便攜式生命支持系統”還是背上那個熟悉的大包，但包里的內容已經和之前大不相同。xEMU 內部的電路和管道是舊設計的微縮版，在同樣的背包體積里可以裝下更多冗余。一旦主系統出現故障，冗余可以立即替補，極大地增加了宇航服的安全性和宇航員的艙外活動時間。

為了讓宇航員能在未來執行更復雜的計劃，比如探測月球南極，xEMU 適用的溫度范圍也更廣了。據 NASA 透露，xEMU 能承受零下 250 華氏度（約 121 攝氏度）的極端低溫，和 250 華氏度的高溫。

通信系統大升級

在頭盔內部，NASA 則重新設計了通信系統。

之前，宇航員需要在頭盔里面戴上一種叫“史努比帽”的頭戴式耳機。“史努比帽”透氣性差，會把宇航員捂出滿頭汗，如果宇航員邊活動邊說話，收音還會變得斷斷續續。

xEMU 則徹底擺脫了“史努比帽”。xEMU 上身內置多個嵌入式智能麥克風，當宇航員說話時會自動捕捉聲音，不管是和艙外隊友、艙內同事、休斯頓指揮部聯系都穩定清晰。

打造人人都能穿的宇航服

宇航服的尺寸曾經是一個大問題。

今年3月，原定由兩位 NASA 女性宇航員進行的太空行走任務不得不把其中一人換成男性，因為空間站里沒有兩套可以讓女性穿著的宇航服。

然而技術的發展降低了訂做宇航服的成本，讓 xEMU 成為了人人都能穿的宇航服。

根據 NASA 的說法，較之以前的阿波羅套裝， xEMU 會采用 3D 人體掃描技術為宇航員建立模型，從而定制宇航服組件。

此外，xEMU 的模塊化設計也讓它有了更豐富的拓展性。比如頭盔上的防護面罩一旦磨損，可以快速在空間站拆卸更換透明面罩，而不用再把舊頭盔送回地球回爐重造。

如果未來宇航員要登陸火星，xEMU 也可以通過更換部分配件來適應火星表面的溫度和重力。

NASA 稱：“唯一沒有改變的是，宇航員想要在艙外活動時解決個人問題，還是得在 xEMU 里穿上尿不濕。”

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原標題：《NASA宇航服大升級！2024年人類將重返月球》

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