月球服：外星游必備裝備

邱林

紐曼教授展示未來(lái)的月球服

俄羅斯的抗微重力宇航服

美國(guó)東部時(shí)間5月30日，搭載兩名美國(guó)宇航員的SpaceX龍飛船發(fā)射成功，乘“獵鷹9號(hào)”火箭飛往國(guó)際空間站。這意味著自2011年亞特蘭蒂斯號(hào)航天飛機(jī)退役后，美國(guó)時(shí)隔9年再一次擁有了載人航天飛行器。SpaceX的雄心壯志遠(yuǎn)不止于此。據(jù)馬斯克透露，該公司正在研制一種名為“星際飛船”的大型火箭，有朝一日能夠把人類帶到月球和火星等深空目的地。

運(yùn)載工具的問(wèn)題解決了，商業(yè)化太空旅游項(xiàng)目的開發(fā)也提上日程，想在空間環(huán)境中進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的科研人員，以及想嘗鮮太空游的游客都躍躍欲試。不過(guò)，一個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題擺在他們的面前。

游客宇航服已在接受測(cè)試

太空中的失重環(huán)境對(duì)人體的生理功能有很大影響，可能導(dǎo)致心血管功能障礙、機(jī)體能力下降以及肌肉萎縮等病理和生理現(xiàn)象?？蒲腥藛T和游客沒(méi)有受過(guò)專業(yè)宇航員那樣的訓(xùn)練，在進(jìn)入太空后如何適應(yīng)呢？

為了解決這個(gè)問(wèn)題，美英兩國(guó)聯(lián)合開發(fā)出一種對(duì)抗太空微重力環(huán)境的特種服裝。英國(guó)倫敦國(guó)王學(xué)院和美國(guó)麻省理工學(xué)院的科學(xué)家主導(dǎo)這項(xiàng)研究，他們開發(fā)的游客宇航服正在接受測(cè)試。

據(jù)參與研發(fā)游客宇航服的倫敦國(guó)王學(xué)院太空生理學(xué)專家大衛(wèi)·格林透露，這種宇航服的研發(fā)已經(jīng)持續(xù)了一段時(shí)間，最早由美國(guó)麻省理工學(xué)院的專家進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。目前一批身著該款服裝的宇航員正搭乘倫敦國(guó)王學(xué)院的空間模擬器進(jìn)行模擬太空環(huán)境測(cè)試。在此之前，美國(guó)麻省理工學(xué)院和歐洲航天局已經(jīng)在失重環(huán)境中測(cè)試了這款游客宇航服，參與測(cè)試的宇航員均認(rèn)可其表現(xiàn)，表示穿上它以后感覺(jué)像是在重力環(huán)境下，而且動(dòng)作很靈活，沒(méi)有受到限制。

游客宇航服的外表類似于“鯊魚皮”游泳服或緊身跑步衣，而其科技含量要比后兩者高得多。每件宇航服都由多層網(wǎng)狀氨綸纖維、尼龍和樹脂材料編織而成。它根據(jù)人體工程學(xué)原理設(shè)計(jì)，具有高彈性、耐熱、吸汗、快干以及韌性好等特點(diǎn)。

游客宇航服沒(méi)有袖子，因?yàn)樘瘴⒅亓Νh(huán)境對(duì)于人的胳膊影響相對(duì)較小，而且無(wú)袖設(shè)計(jì)便于游客的雙手活動(dòng)，還能夠最大程度地緊裹在人體上，進(jìn)而對(duì)人體各部位——背部、胸部、腹部、臀部以及腿部等施加類似于地球重力的作用效果。

穿上這種宇航服后，游客會(huì)感覺(jué)它如同充滿氣的測(cè)血壓袋那樣緊，這種壓力會(huì)遍及全身（除了頭部和胳膊），從而讓游客做各種動(dòng)作（如起身、轉(zhuǎn)動(dòng)等）時(shí)感受到類似重力的作用，以確保其骨質(zhì)不會(huì)因失重環(huán)境而流失，也不會(huì)因失重而發(fā)生身體機(jī)能下降及肌肉萎縮等生理和病理現(xiàn)象。

美國(guó)航空航天局（NASA）曾主導(dǎo)研發(fā)上一代抗微重力宇航服，但相關(guān)項(xiàng)目由于技術(shù)原因中止了。美國(guó)約翰遜航天中心高級(jí)工程師喬·科斯莫表示：“上一代抗微重力宇航服無(wú)法為全身提供均勻的壓力，對(duì)膝關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)后部以及胯部等部位無(wú)效。此外，要穿上這套衣服非常麻煩——必須一層一層地穿，整套衣服由三層特殊的面料制成。如今的游客宇航服解決了這些問(wèn)題?！?/p>

未來(lái)的太空游是一個(gè)龐大的市場(chǎng)，航天強(qiáng)國(guó)俄羅斯自然不會(huì)放棄。據(jù)俄羅斯《火星》雜志報(bào)道，俄羅斯宇航局開發(fā)出一款抗微重力宇航服，其內(nèi)部有很多彈性袋，宇航員套進(jìn)去后能借助彈力作用使肌肉緊張，從而避免肌肉萎縮。目前國(guó)際空間站的俄羅斯宇航員都借助這種服裝對(duì)抗失重的影響，每天穿著它1—2小時(shí)。這種專業(yè)測(cè)試可以為以后的商用化改進(jìn)積累資料。

游客宇航服的核心設(shè)計(jì)者、麻省理工學(xué)院太空工程學(xué)教授達(dá)瓦·紐曼表示：“我們的游客宇航服性能比俄羅斯的抗微重力宇航服優(yōu)秀。俄羅斯產(chǎn)品的設(shè)計(jì)相對(duì)比較落后，減少人員的骨質(zhì)流失和肌肉萎縮的效果不太理想。在空間站上，俄羅斯宇航員穿著這種服裝的同時(shí)，每天還要鍛煉兩小時(shí)左右，以避免身體遭受失重環(huán)境的影響。顯然，對(duì)于科研人員和普通的太空游客來(lái)說(shuō)，這是很難做到的。我們開發(fā)的游客宇航服采用的是前沿科技及材料，在測(cè)試中的表現(xiàn)受到了歐美太空機(jī)構(gòu)的一致認(rèn)可?！?h3>確保游客安全進(jìn)出外星球基地

NASA的一位專家指出，按照目前的設(shè)計(jì)，游客宇航服只能在航天器或空間站內(nèi)使用。也就是說(shuō)，它是一種艙內(nèi)宇航服。太空游客想要出艙進(jìn)行太空行走，或者在月球乃至火星上活動(dòng)，靠這種宇航服是不行的。

游客宇航服只是美英兩國(guó)在宇航服領(lǐng)域進(jìn)行創(chuàng)新的開始。據(jù)美國(guó)科技雜志《Txchnologist》披露，美國(guó)查爾斯·斯塔克·德雷珀實(shí)驗(yàn)室（擅長(zhǎng)開發(fā)航天工程配套設(shè)備）正與麻省理工學(xué)院聯(lián)手，以現(xiàn)有的游客宇航服為基礎(chǔ)開發(fā)月球服，該項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人正是參與設(shè)計(jì)游客宇航服的紐曼教授。

紐曼表示，月球服是現(xiàn)有的游客宇航服的升級(jí)版，它既能在航天器內(nèi)穿著，也可用于游客進(jìn)行艙外太空行走乃至外星球地表行走。如今被普遍使用的臃腫的艙外宇航服，對(duì)宇航員的活動(dòng)限制很大，質(zhì)量太大也是其限制因素。“科研人員和普通游客可不像專業(yè)宇航員那樣受過(guò)訓(xùn)練。因此，我們需要給宇航服瘦身，讓它變得就像是人身上的第二層皮膚一樣，從而讓穿著它的人可以行動(dòng)自如?！?/p>

按照設(shè)計(jì)，月球服由一套緊身服和一個(gè)增壓頭盔組成。游客穿上適合其身形的具有彈性的月球服后，需要再套上一件“硬殼背心”，背心上裝有便攜式生命支持系統(tǒng)，能通過(guò)管道將氧氣輸入頭盔，從而為游客供氧。

月球服有諸多技術(shù)亮點(diǎn)：其內(nèi)層采用緊身設(shè)計(jì)，能夠?yàn)樵谂撏饣蛲庑乔虻乇砘顒?dòng)的人提供抗微重力效果;與只適用于艙內(nèi)活動(dòng)的宇航服不同，月球服的表面噴有特殊涂層，能抵御高溫、嚴(yán)寒、輻射乃至灰塵，能在布滿灰塵的外星球地表環(huán)境中保護(hù)穿著人員，確保游客可以安全進(jìn)出太空站或外星球基地;查爾斯·斯塔克·德雷珀公司的實(shí)驗(yàn)室為該服裝設(shè)計(jì)了安裝在手臂和大腿處的電子陀螺儀系統(tǒng)，它能讓游客在微重力環(huán)境中辨別上、下、左、右;月球服還配有由電力驅(qū)動(dòng)的人工肌肉纖維，它可以增強(qiáng)人員的力量和耐力;最后，月球服內(nèi)置通信設(shè)備、傳感器等。

軍事應(yīng)用前景

美國(guó)《流行科技》雜志援引NASA太空裝備專家迪普的話稱，以游客宇航服為基礎(chǔ)開發(fā)的月球服除了服務(wù)于未來(lái)的太空游市場(chǎng)以外，還具有一定的軍事應(yīng)用潛力。

在未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中，空間站是“戰(zhàn)略制高點(diǎn)”及“軍事前哨”，因此，如果能奪取敵方的空間站，就將對(duì)其士氣造成重大打擊。特種作戰(zhàn)人員如果身著軍用版月球服，就能成為身手靈活的太空步兵。他們不需要像專業(yè)宇航員那樣，先接受長(zhǎng)期的抗微重力訓(xùn)練再進(jìn)入太空，而是能迅速搭乘飛船從地球上起飛，登陸敵方的空間站實(shí)施突襲。

此外，月球服如果作為作戰(zhàn)服裝來(lái)使用的話，還可以協(xié)助部隊(duì)奪取敵方的外星球基地，如月球基地、火星基地等。

據(jù)悉，美國(guó)國(guó)防部下屬的高級(jí)研究計(jì)劃局有意參與月球服的研發(fā)和改進(jìn)工作。該機(jī)構(gòu)的專家還有一個(gè)設(shè)想：利用仿生學(xué)原理，開發(fā)能夠根據(jù)周邊環(huán)境讓月球服表面改變顏色的技術(shù)。這種軍用月球服特別適用于外星球的地面作戰(zhàn)。穿著它的作戰(zhàn)人員能與月球或火星上的地表環(huán)境融為一體，使得敵方基地的人員難以察覺(jué)到他們的行動(dòng)。

編輯：姚志剛 winter-yao@163.com