NASA重返月球計劃將被推遲 只因新宇航服花了2億美元都沒做出來?
原標題:NASA重返月球計劃將被推遲 只因新宇航服花了2億美元都沒做出來?
專家警告說,美國重返月球的計劃可能會被推遲,因為宇航員沒有衣服穿。
美國國家航空和宇宙航行局仍在使用幾十年前的舊宇航服,批評人士說,這些宇航服太笨重,很難進入太空。
雖然波音公司和SpaceX公司都在開發太空人在進入軌道時穿的宇航服,但NASA已經被警告說,由於缺乏合適的宇航服,可能會給重返月球表面的計劃帶來麻煩。
圖:左為美國國家航空和宇宙航行局目前的EMU(國際空間站上的操作太空服),中間為PXS(高級原型),右邊的Z2(高級原型)可以用來在火星上行走。
(圖源:NASA)
位於大福克斯的北達科他州大學(University of North Dakota)的航天服裝設計師、教授帕布羅德萊昂(Pablo de Leon)對媒體說,這是一個嚴重的問題。
他說,除了更輕、更靈活、更容易穿上和脫下外,一套新宇航服還應該加壓到每平方英寸8磅,以縮短前呼吸的時間。
德萊昂說,美國宇航局早在幾十年前就應該解決這些問題,但事實並非如此。
他說,研發新宇航服的新項目應該在上世紀90年代初就開始實施。
在乘坐俄羅斯聯盟號太空艙前往國際空間站時,宇航員們穿著俄羅斯索科爾飛行服,取代了太空梭上穿的橙色太空服。
波音公司(Boeing)和SpaceX公司都設計了自己獨特的飛行服,供乘坐他們正在開發的將宇航員送往國際空間站的航天器的乘客使用。
對於太空行走——艙外活動(EVA),宇航員需要能夠提供壓力和透氣的宇航服,以及防止輻射的防護服。
NASA保留著太空梭時代的艙外機動裝置EVA套裝,這是NASA在1970年代中期首次在國際空間站上設計的,而空間站上的俄羅斯宇航員們也有他們自己的、同樣老化的Orlan EVA套裝用於太空行走。
然而,一份2017年的審計報告警告說,NASA對未來的任務沒有做好準備。
NASA什麼時候需要新宇航服?
早在2024年,當特朗普政府想讓國際空間站退役的那一年,研製新太空服的延遲就可能成為一場危機。
2024年,美國國家航空航天局繞月軌道運行的月球軌道空間站(Lunar Gateway)仍在建設中,因此幾乎不可能測試新的宇航服設計。
實際上,NASA還有現在到2024的一段時間來設計、建造和測試新的宇航服。
美國宇航局的艙外服
該機構目前的EVA套裝是一款重達275磅的龐然大物,有14層。它只有三種尺寸:中號、大號和超大號。
美國宇航局為太空梭項目建造了18套艙外機動裝置。
根據美國國家航空航天局的審計,到2017年,只有11套宇航服仍可以穿戴。
幾套宇航服在挑戰者號和哥倫比亞號太空梭的墜毀中被毀。
宇航服被稱為「艙外機動單元」(簡稱EMU),它使用百分之百的氧氣代替空氣。
當宇航員在太空行走時,太空服會被壓縮到大氣壓力的1/3。
每個EMU都有兩個氧氣罐(類似於水肺潛水罐),配合二氧化碳去除系統,可以進行6到8.5小時的太空行走。
生命維持系統還保存著在太空行走中消耗的其他東西。包括電池和冷卻水。
這些也能夠支撐6到8.5小時的太空行走。
EMU(艙外機動單元)還有一個飲料袋,尼龍搭扣貼在衣服的內部。
審計發現,近年來替代EVA宇航服的重疊努力耗費了2億美元,卻沒有生產出可操作的宇航服。
根據美國國家航空航天局的審計,不健康的適配度會增加肩部受傷的風險。
為了準備太空服4.3磅/平方英寸的內部壓力和純氧空氣供應,穿戴者必須花費長達4小時的「預呼吸」(pre-breathing)時間,並慢慢適應太空服的狀況。
NASA計劃最早在2020年開始探測任務1(Exploration Mission 1),這是獵戶座及其重型火箭的首次測試。
月球軌道空間站可能在五到六年後準備使用。
儘管有這些迫在眉睫的最後期限,但美國國家航空和宇宙航行局(NASA)「仍需要數年才能擁有一套飛行服……一套適合用於未來勘探任務的」,該機構監察長在2017年的一份審計報告中警告稱。
對於前往火星這顆紅色星球的旅行,NASA目前正在開發一種全新的「創」(Tron)太空服,將首批宇航員送往火星。
這款名為Z-2的新宇航服能為每位宇航員3D列印出來,它將使宇航員在火星表面行走更加容易。
與電影《火星救援》(the Martian)中馬特?達蒙(Matt Damon)所穿的緊身衣不同,這款宇航服可以讓宇航員在無需進入氣閘的情況下從宇航服後部逃生。
美國宇航局表示,Z-2將為火星漫步者「在行星表面提供最大的宇航員生產力」。
這家航天機構稱:「NASA正在開發下一代宇航服技術,將利用可再生二氧化碳去除系統和水蒸發系統等先進技術,實現深空探測,這些系統能更有效地為宇航員提供呼吸空氣和溫度調節等核心必需品。」
Z-2太空服是行星表面太空服的技術演示者;這套宇航服是為宇航員在行星表面的最大生產力而設計的——探索,收集樣本,以及在棲息地和漫遊者之間進行機動。
Z-2採用先進的複合材料來實現重量輕、耐久性高的太空服,在火星上的惡劣環境中可以承受長時間的任務。
「可調節的肩部和腰部尺寸可以最大限度地擴大機組人員的尺寸範圍,使其適合任何一套宇航服。」
美國國家航空航天局還公布了另外兩款宇航服的設計。
「太空服的移動性和合身性對於保持宇航員的生產力至關重要,所以美國宇航局正致力於太空服設計,以幫助宇航員在太空行走中更有效、更安全地工作。」
美國國家航空和宇宙航行局正在評估為各種探索目的地的任務設計的可加壓太空服。
「PXS宇航服是一款技術演示品,專註於提高宇航服的適配性和性能,同時最大限度地減少在近地軌道和更遠地方執行長期任務所需的設備數量。」
「PXS採用了一種新穎的方法,融合了定型特性,這種特性有朝一日可能會在軌道上、在軌道上或火星上進行3d列印,以實現對任何機組成員的定製,或者改變軸承的方向,以優化不同任務階段的艙外活動能力。」
宇航員將從後面爬進Z系列太空服,通過一個甚至可以嵌入到著陸模塊的艙口,這意味著不需要傳統的氣閘。
宇航服是氣閘的另一種選擇,有可能允許宇航員快速、輕鬆地進入和退出棲息地模塊、漫遊者和其他結構物,而不會帶來灰塵和其他污染物。
它們將與宇航服配套。Z系列宇航服的設計目的是讓宇航員比目前國際空間站的設計更加靈活。
美國國家航空航天局(NASA)航天服工程師艾米·羅斯(Amy Ross)在該機構發布的一段視頻中說:「我們正在設計這款新宇航服,以適應微重力艙外活動能力和地面能力的提高。」
這一設計是由公眾投票選出的下一代太空服,而受科幻小說啟發的「創」設計勝出。
這套宇航服的每一次迭代都將測試新技術,有一天,這些新技術將被用於第一批人類踏上這顆紅色星球時所穿的宇航服。
憑藉233431張選票,「Technology」套裝以略高於63%的選票贏得了美國宇航局Z-2宇航服設計挑戰賽。
美國宇航局的Z-2是該機構Z系列宇航服的最新原型,將是2012年發布的綠色和白色Z-1模型的繼承者。
該Technology套裝,最終的贏家,「向過去的航天服成就致敬,同時融入了未來的微妙元素」。
它安裝有發光線和發光補丁,舉例來說,使它更容易在太空行走期間識別宇航員。這些補丁安裝在上半身和下半身,與摺疊的褶皺一起,使運動更容易。
它的下半身也有耐磨的面板。公眾可以選擇三種喜歡的設計。
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