未来宇航服像维密女神穿那样的话

未来宇航服像维密女神穿那样的话

米兰达·可儿?奚梦瑶?亚历山大·安布罗休?还是杜晨·科洛斯?

美国时间11月10日(北京时间11月11日),观sè众láng们翘首以盼的2015年度维多利亚的秘密大秀即将拉开序幕。

全世界最甜美女神的集体大秀,这是在1111这个节日里,对单身狗最好的致敬(狗粮囤够了么?别怪我没提醒你)。

如果有一天,上天眷顾你,把你跟女神丢在火星上生活,你第一个蹦出来的念头是什么(脑洞大开随便想,反正你也不会有跟女神独处的机会,呵呵)?

俩人儿一起在火星沙漠里漫步?一起在火星贫瘠的土地上建立基地,种菜生娃?这么想想,还是有那么一丁点儿激动的呢。

等下,擦擦口水先。

如果要实现这些想法,除了要好好锻炼肌肉,清理干净雪花般飞舞的头皮屑,修好指甲之外,你是不是应该先想下你们穿什么啊?

你真以为你穿着老头衫,女神穿着“维密”的钻石小胸衣,你们就能愉快的策马狂奔了?

嗯哼,你还真是太单纯了呢。。。。。

最近,美国科学家对宇航服的一系列最新研究,有可能能让你实现跟女神无负担、零距离的亲密接触。

未来宇航服像维密女神穿那样的话

虽然距离人类登上火星可能至少还有几十年时间,但用于保护这些宇航员的宇航服已在开发之中。

一些人会说,制造火星服再早都不为过。当今的宇航服是为零重力条件下的精细活而设计的,不适合奥林匹斯山脚下严酷条件中为期几个月的跋涉。

当然不是希腊的那座奥林匹斯山,而是火星上的那座。许多人认为奥林匹斯山是太阳系最高的山脉和火山,但是它的高度仍很难进行测量,目前科学家指出,奥林匹斯山高度为25.7千米,其高度接近珠穆朗玛峰的3倍,该山脉底部面积相当于美国亚马桑那州。那么,第一款火星宇航服会是什么样的呢?它会不会跟当今的宇航服类似?一个僵硬的人形气球?

还是会出现比较时髦的类型,就像麻省理工学院的BioSuit概念那样,使用合身的弹性材料,通过挤压身体直接加压?

在2012年,NASA就发布了新的Z-1宇航服,采取明亮的绿色镶边,看起来酷似卡通片主角巴斯光年。

去年,NASA 邀请公众为代号为Z-2的宇航服挑选设计,因而引起媒体关注。该新款宇航服要能提供足够的移动性,专为探索那颗红色星球而设计。而它的生产商,位于特拉华州弗雷德里卡的老牌宇航服制造商ILC Dover,已经为该宇航服添上点睛之笔,我们很有可能会看到设计的逐步演进,科罗拉多大学波尔得分校航天工程科学教授大卫·克劳斯说。“登上火星的第一款宇航服很有可能类似于Z-2,”他说,“它们也许并不完美,但能顶事儿。”Z-2还不是一款完整的宇航服,但经过与其工程师及其他宇航服专家的讨论,我们对第一批登录火星的人类可能穿些什么有了一个大致的概念。

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我们先得知道火星宇航服要满足的最重要条件。首先,自然是为未来的火星探索者提供充分的保护。火星表面的条件跟真空相差无几,火星表面大气压是地球的不到1%,宇航服一旦划开一道口子,他们的身体组织和静脉中的液态水就会即刻蒸发。身体将剧烈膨胀,不到一分钟内,血液循环就会停止。火星磁场薄弱,对太阳风粒子和宇宙辐射起不到多大的抵挡作用。而稀薄的大气层又使火星服设计进一步复杂化。国际空间站的舱外宇航服可以恰到好处地利用真空条件,宇航服外层之间的真空起到了保温作用。而一旦将这样的宇航服搬到火星表面,气体分子就会渗入这些外层的间隙,带走宇航员体表的热量。宇航员们还得对付自一个自阿波罗登月计划以来就一直不用怎么关心的问题:尘埃。火星尘埃曾经历过水的淘洗,在风的抽打下,它可能不像月球尘埃那么细小锋利。但在火星上,尘埃始终在空中狂舞,可能刮花头盔面窗,堵塞轴承,并附着在宇航服上,改变它们的反光性能。一旦钻进漫游车或生活基地,这些尘埃还会给人员健康构成重大威胁。就算今天的宇航服可以完全保护好火星探索者,宇航员穿上后也很难行动自如。这些服装很笨重,其中一个要考虑的因素是,火星还是有相当于地球38%的重力。而当前的航服的设计针对的是零重力条件下使用手持喷气推进器移动的情况,因此,臀部、腰部和膝关节部分都不是很灵活。“现有的宇航服不是为四处走动而设计的,”前宇航员杰弗里·霍夫曼说,他现在是MIT人车实验室总监。“当初我要上跑步机,还得一条腿一条腿来。你差不多得把身体侧过来,将一条腿甩倒另一条腿前面。非常笨拙。”

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Z-2宇航服NASA宇航服Z-2的设计就旨在解决这个移动性问题。“目前,我们的目标是争取送一件宇航服到空间站进行演示,”艾米·罗斯说,她在休斯顿的NASA约翰逊太空中心负责先进的宇航服工程团队。“但它是一件适用于星球表面行走的宇航服。”和之前的宇航服一样,Z-2也需要充气,并由三个基本层构成:约束层用于容纳空气;结构层帮助塑造宇航服的形状,并允许关节活动;一组外罩层,在保温的同时防止宇航服被刺穿。Z-2最大的不同之处是它的弯曲和伸缩部分。该宇航服的关节和轴承部分得到改进,尤其是在肩膀、臀部和腰部。

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跟当今俄罗斯宇航员采用的宇航服一样,它采用背入式设计,目的是避免与尘埃接触,探索者可以将宇航服挂在飞船或生活基地外部。宇航服充当一个紧凑型气密系统的一部分。火星漫步者将通过宇航服组合背包的一个舱门进入宇航服内,背包内装有宇航员的生命维持系统。一旦打开,宇航服的背部“舱门”将半埋进飞船舱门,宇航员进入宇航服后,两边舱门同时关闭,宇航员再解开闩锁与船舱脱离。

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其衣服胸前和两侧的蓝色发光带可以让穿戴者在太空等低光的环境下更容易被识别。理论上讲,宇航员穿上宇航服后是可以快速行动的。为提高灵活性,现有的俄罗斯与美国宇航服都将压力保持在较低水平。宇航员必须经过一个冗长的“预呼吸”过程,其间空气缓慢降压,从而降低引发减压症的风险。Z-2的设计压强为每平方英寸8.3磅力(约5.7千帕)。虽然仍只有地球海平面和国际空间站内气压的一半多一点,但这一压强水平已经足以使宇航员免去预呼吸过程。为承受较高的内部气压,宇航服中最宽的部分,即胸部和盆骨区域,采用了纤维和树脂复合材料制成的刚性部件。这些刚性部件还可帮助宇航员防止摔倒带来的伤害。但Z-2还没有做好在火星上首次亮相的准备。该航服的外罩部分没有任何防护层来抵御极端气温与辐射。另外还存在整体重量这个棘手问题。与Z-2同时开发的,还有一个改进版的生命维持系统,可以更好地排除二氧化碳。两者质量之和约为140千克,NASA的罗斯称,与美国目前在国际空间站使用的宇航服相当(紧急推进器的质量不计入内)。但她还表示,新系统以同样的质量实现了更高的性能:Z-2宇航服移动性更强,而新的生命维持技术更加可靠,使用寿命更长。未来,我们可以看到更加精简、性能更加强大的宇航服面世。MIT的BioSuit项目正在开辟这样一条道路,尽管它仍处于起步阶段。霍夫曼解释说。这种方式展现了一些重大难题,包括设法在宇航服的凹面提供加压,如膝盖窝和指关节间。目前,MIT团队尚未开发出一款提供足够压力来抵抗真空的原型产品。但他们正在努力。

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与此同时,科罗拉多大学波尔得分校的克劳斯等人正在探索提升宇航服性能的更多途径。例如,今年早些时候,他和研究生克里斯托弗·massina报告称,通过将宇航服转变成一个动态的全身性散热器,可以节省现在用来保持温度稳定所需消耗的水量。这种方法使用特殊材料,随着施加电压的变化而改变宇航服的表面特性,进而改变其反射或吸收光线的强度。“这绝对是下一代的新技术,”克劳斯说。但在火星问题上,提前规划还是很有必要的。NASA Z-2宇航服的原型将在今年秋季开始准备测试,在这段时间里,期间将会在泳池中进行。水中的浮力作用将可以模拟出太空行走中的失重效果。另外还会在翰逊航天中心的岩石区域进行测试以模拟火星上的环境。与此同时,真空压力测试也会同时进行。

经过Z-2宇航服的测试,NASA的工程师也可以从中吸取经验,将更多的改进用于Z-3宇航服上,让我们一起期待Z-2宇航服的最终版本吧。

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IEEE.ORG