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太空气味像臭氧又像火药,美国航天服亟待改进

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太空气味像臭氧又像火药,美国航天服亟待改进

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设计和制造航天服时,美国宇航局必须在量身定制和成本之间做到平衡。这是一个永远无法回避的挑战。由于没有合身的航天服,美国宇航局的一个历史性时刻——第一次全女性太空行走被迫取消。航天服不合身是宇航局面临的一个“老问题”。不过,宇航局也试图改进航天服的设计,以便适合各种体型的宇航员。

3月19日,发现号宇航员执行太空行走任务

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正规棋牌游戏平台 4 3月23日,一名发现号宇航员准备进行太空行走

国际空间站上的一件美国航天服

据美国太空网报道,在3月28日7名宇航员搭乘“发现”号航天飞机返回地球之后,奇特的太空气味将逗留在他们的记忆中,挥之不去。 “发现”号飞行员多米尼克·托尼·安顿尔(Dominic "Tony" Antonelli)在完成3月21日的太空行走后表示:“我以前听人们说起过一件事情,那就是打开舱口盖时涌入的太空气味,但它并不非常明显。太空确实是有味道的,并且与其它任何味道不同。” 安顿尔说,在进行太空行走的宇航员关闭国际空间站气闸舱的外部舱口盖和重新打开内部舱门时,他们就能闻到这种气味。此次“发现”号任务为期13天,共向空间站运送了一批新宇航员以及美国最后一组太阳能电池翼。任务完成后,“发现”号将于美国东部时间下午1点39分(格林威治标准时间的17点39分)在美国宇航局位于佛罗里达州的肯尼迪航天中心降落。此次任务中,“发现”号宇航员共进行了3次太空行走,每一次都能闻到与众不同的太空气味。 日本宇航员若田光一(Koichi Wakata)搭乘“发现”号入主空间站,在“发现”号搭载空间站上的宇航员时,他留了下来。若田光一说,他闻到飘荡在空间站外面一股奇怪的气味。安顿尔和若田光一帮助“发现”号进行太空行走的宇航员穿脱航天服,他们都无法用语言形容这种地球之外的奇怪气味。 托马斯·琼斯(Thomas Jones)曾经是宇航局的一名宇航员,在2001年退役前曾进行过3次太空行走。琼斯认为,所谓的太空气味可能是由依附在航天服织物上的原子氧造成的。琼斯在接受太空网(SPACE.com)采访时表示:“当再次对气闸加压和脱下航天服时,你就能明显闻到一股臭氧味道,那是一种令人晕倒的辛辣味道。穿上航天服的时候,你不会闻到这种气味,所能闻到的就只有航天服的塑料味儿。” 他指出,太空气味与火药燃烧或者电气设备的臭氧味道类似。太空气味只有在进行太空行走之后的航天飞机或者空间站上闻到,对于身穿航天服并使用用于太空真空环境的设备工作的宇航员来说,他们是不会弄错的。琼斯说:“在紧身航天服内,你的鼻子紧贴织物。我喜欢这样来形容——感觉就像是吸了一口真空。” 3次太空行走是“发现”号宇航员在3月19日至23日进行的,任务是为空间站安装最后一组太阳能电池板——用于让这个轨道实验室在全功率情况下运行。“发现”号将日本历史上第一位长期“太空居民”若田光一送入空间站。若田光一负责替换宇航局宇航员桑德拉·马格努斯(Sandra Magnus),就此成为空间站“三人组”的一员。完成为期4个半月空间站任务的马格努斯将搭乘“发现”号返回地球。据悉,“发现”号已于25日脱离空间站。 27日,“发现”号宇航员检查了航天飞机用于原定28日着陆的系统,同时与夏威夷檀香山普纳荷学校——总统巴拉克·奥巴马(Barack Obam)的母校——的学生对话。在脱离空间前,进行太空行走的宇航员曾对话奥巴马总统。

2019年春季是国际空间站的“太空行走季”,宇航员要在航天服的帮助下完成各种任务。航天服虽然笨重并且不好穿,但高科技含量极高,能够在太空的真空环境下确保他们的安全。航天服的设计非常复杂,以便应对太空中的各种致命风险。这意味着不能为了“合身”就在设计上做出妥协。

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美国宇航员克里斯蒂娜·科赫帮助同事尼克·海格和安妮·麦凯恩穿航天服。3月22日,两位宇航员进行了一次太空行走

美国航天服的正式名称为“舱外机动套装”。3月,由于航天服不合身,美国宇航局的第一次全女性太空行走泡汤。作为宇航员出舱活动的一把保护伞,航天服对各方面的要求极高。航天服不合身并非宇航局遭遇的新问题。宇航局也一直试图改进航天服,以便适合各种体型的宇航员。

约翰逊航天中心的航天服工程师艾米·罗斯3月中旬指出:“普通公众往往将复杂的问题简单化,要么认为你是正常体型,要么认为你是不正常体型。”接受采访时,宇航局的春季太空行走计划还没有启动。罗斯说:“但我的某个身体尺寸可能比平均值高出100个百分点,另一个身体尺寸则只高出5个百分点。每个人的身体都是各部位怪异数据的组合。从这个意义上说,没有一个‘正常人’。”

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身穿水星计划航天服的宇航员约翰·格伦。1962年,格伦成为第一个环绕地球飞行的美国人

就像生活要面对很多挑战一样,航天服的设计也面临诸多考验,要在各种相互矛盾的优先事项中做到平衡。最坏的情况是,在技术上几乎不可能做到完美。即使达到最好的情况,成本也高得惊人。

在航天服的尺寸方面,宇航局并非始终选择标准尺寸的组件。宇航局的航天服工程师马洛里·詹尼斯表示:“在我们最初制造航天服时,宇航员人数较少,因此能够为每个人定制一套。但在航天飞机和国际空间站服役后,宇航员数量暴增,我们无法准备足够的航天服。为此,我们采用了模块式设计,通过各种模块的搭配组合,制造航天服。”

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身穿双子座G-2C训练服的登月第一人尼尔·阿姆斯特朗

模块搭配说起来容易,做起来难。目前,国际空间站上共有4套配置齐全的航天服,用于宇航员进行舱外活动——其中两套是上身采用玻璃纤维硬壳的航天服,一件中号,一件超大号;另外两套是大号航天服。宇航局太空行走飞行控制主管里克·亨弗林2日表示,空间站上还有每个尺码的备用部件,但并未进行配置。

更换上身硬壳款航天服需要大约12个小时,为了避免过于匆忙和拖其它任务的后腿,宇航局决定调整余下两次太空行走的宇航员人选。第一次全女性太空行被媒体热炒,取消这一历史性太空行走的决定登上了各大媒体的头版头条。2日出席众议院科学委员会听证会时,宇航局局长吉姆·布里登斯廷遭到国会议员的质疑。

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宇航员加斯·格里森和约翰·杨,1965年3月执行双子座计划的第一项任务

布里登斯廷表示:“我们正不懈努力,确保未来的宇航员,无论男女都能穿上合身的航天服。”显而易见,宇航局将增多航天服的尺码。当前用于舱外活动的航天服设计元素并非基于性别。女宇航员的体型通常不及男宇航员,因此更适合穿中码上身硬壳款航天服。这是当前尺码最小的美国航天服。

但在2日举行的一场讨论下一次太空行走的新闻发布会上,宇航局的空间站操作和整合负责人肯尼·托德表示,宇航局目前还没有制造用于空间站舱外活动的新航天服的任何计划。他指出未来的航天服将在这个轨道实验室接受一系列测试,但这些航天服专为新型任务设计,而不是空间站出舱活动。

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1965年6月3日,身穿双子座航天服的埃迪·怀特。怀特是第一位进行舱外活动的美国宇航员

正规棋牌游戏平台,宇航局的航天服工程师当前的焦点是重返月球和探索火星。但目前,美国还没有将任何可以用于此类任务的航天服送入太空。毕竟,近50年来,宇航局都不需要设计专为地面行走的航天服——而这种航天服必须优先考虑下身的运动。

过去10年,美国宇航员身穿两种不同类型的航天服执行太空任务,每一种的用途都与用于地面行走的航天服截然不同。空间站的宇航员配备轻便、柔软但不加压的乘员救生服,在空间站出现故障时保护他们的安全。出舱活动穿的航天服比救生服更为坚固,针对上身而不是下身移动进行优化,便于宇航员沿着空间站的扶手移动。

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1984年2月,航天飞机宇航员布鲁斯·麦克坎德雷斯在一款类似喷气背包的装置帮助下遨游太空

布里登斯廷在听证会上表示除了火箭、太空舱、着陆器等任务环节的时间表需要加速,用于地面行走的航天服研发也需要新的时间表。“为了重返月球,我们必须研制新的航天服。”

宇航局的航天服工程师可以向阿波罗时代的前辈取经,在一定程度上避免重复劳动,但他们仍需要研制新的航天服。虽然为登陆的宇航员研制现代航天服面临不小挑战,但新航天服的研制也让工程师有机会重新评估航天服的所有工程学要素。

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航天飞机宇航员穿的发射-入轨航天服,被形象地称之为“南瓜服”

在设计上,新航天服要重回量身定制的路线,尤其是用于火星任务的航天服。未来登火的宇航员要在火星上逗留很长时间,进行多次火星漫步。罗斯表示:“你要有一件品质出色的工作服,相信它能够成为你的得力助手。要做到这一点,一种方式就是定制。只有定制的工作服才能完全贴合你的身体,让你在工作时更加得心应手。”不过,宇航局尚未回归量身定制的路线。

3月的尴尬让工程师意识到,在改进航天服的设计时,他们还要做到一点,即航天服的穿戴和准备不能耗费太长时间,以免浪费宇航员的宝贵时间。现在的航天服从穿戴到出舱需要12个小时,这让轮换宇航员进行太空行走变得不切实际。

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具有未来派色彩的航天服设计,左为发射-入轨航天服,右为太空行走航天服

即使不改变尺码,航天服也需要进行大量保养和检修。宇航员要定期检查航天服的每一个组件,确保航天服能够提供全面保护。这会耗费宇航员大量时间。用在航天服身上的时间越多,宇航员从事科研工作的时间就越少。如果航天服只需些许维护保养,同时减少太空行走所需的准备工作,宇航员在执行任务时便拥有更大的灵活性。詹尼斯说:“如果我们能够改变航天服的设计,我们便可以改变出舱活动的方式。”

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