【美國重返月球計畫要泡湯？原因竟是沒有新款太空服】
不同于科幻電影《火星救援》中的太空服，美國宇航局Z-2太空服可允許宇航員從太空服後端進入，這樣可以不必進入氣閘
【美國重返月球計畫要泡湯？原因竟是沒有新款太空服】
2018-08-13報導：目前，專家警告稱，美國重返月球計畫可能被推遲，其原因是宇航員沒有合適的太空服。據悉，美國宇航局宇航員仍在使用幾十年前的老式太空服，批判人士稱，該太空服非常笨重，宇航員很難“鑽進去”。雖然波音公司和SpaceX公司都在研發進入太空軌道的新型太空服，但是美國宇航局警告稱，由於缺少合適的太空服，可能會對重返月球表面的計畫帶來麻煩。
美國北達科他州大學太空服設計師帕波羅·德利昂（Pablo de Leon）教授稱，這是一個非常嚴重的問題，新式太空服除了更輕、更靈活、更容易穿上和脫下之外，還應當每平方英寸加壓8磅，以縮短呼吸時間。德利昂表示，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。設計新式太空服的計畫應當是在90年代初完成。在宇航員乘坐俄羅斯“聯盟號”飛船抵達國際空間站時，他們穿著俄羅斯索科爾飛行服，取代了太空梭時代穿著的橙色太空服。
波音公司和SpaceX公司都已設計自己獨特的飛行服，用於搭載宇航員前往國際空間站。對於太空行走——艙外活動（EVA），宇航員需要能夠承受壓力和透氣的太空服，並能預防太空輻射。
目前，美國宇航局保留了太空梭時代艙外活動套裝，它是上世紀70年代中期設計的，並於同時期國際空間站宇航員使用。然而，空間站上的俄羅斯宇航員有他們自己的太空服設計，是用於太空行走的老式奧倫艙外活動套裝。
然而，2017年一份審計報告警告稱，美國宇航局對未來的太空任務並未做好準備工作。美國特朗普政府希望2024年國際空間站退役，延遲設計新式太空服將引發一場危機。
在2024年美國宇航局繞月軌道運行的月球軌道空間站（Lunar Gateway station）仍在建造之中，因此幾乎不可能測試新式太空服設計。實際上，從現在到2024年之間，美國宇航局還有時間設計、製造和測試新式太空服。
近期，美國宇航局一份審計報告警告稱，推遲月球探索任務的可能性很小。該機構計畫最早在2020年，發射1號探索任務，這將首次測試獵戶座飛船和重型火箭。之後月球軌道空間站將在5-6年之後建造完成。
美國宇航局在2017年一份審計報告中警告稱，儘管有這些迫在眉睫的太空任務最後期限，但是美國宇航局仍需要幾年時間才能設計一套飛行服，適合未來太空勘測任務。為了前往紅色火星進行探索，美國宇航局當前正在一種全新的“創太空服”，用於發送首位宇航員抵達火星表面。
這款新式太空服叫做“Z-2”太空服，是針對每位宇航員3D列印出來的，可使宇航員在火星表面行走更加舒適。與科幻電影《火星救援》中馬特·達蒙（Matt Damon）飾演角色穿著的緊身衣不同，這款太空服可以讓宇航員在無需進入氣閘的情況下從太空服後部逃生。
美國宇航局表示，“Z-2”太空服將為火星登陸者提供行星表面行走最大生產能力。當前美國宇航局正在設計新一代太空服技術，將利用可再生二氧化碳消除系統和水蒸發系統等先進技術，實現深空勘測，這些系統能更加有效地為宇航員提供空氣呼吸和溫度調節等重要必需條件。
“Z-2”太空服是適用地外行星表面太空服的技術演示者，這套太空服的設計是為了讓宇航員在行星表面工作效率最大化——探索勘測、採集樣本，並在棲息基地進行操作，以及操控維修登陸車。
“Z-2”太空服採用了先進複合材料，從而成為一種重量輕、耐用型太空服，可以在火星惡劣環境中承受長時間任務。可調節的肩部和腰部尺寸能夠最大限度地擴大機組人員活動範圍，使其成為適應任何宇航員的太空服。
同時，美國宇航局還公佈了兩款太空服設計，該機構指出，太空服的移動性和合身性對於保證宇航員的工作效能是至關重要的，因此我們正在致力於新式太空服設計，幫助宇航員在太空行走中更有效、更安全地工作。據悉，美國宇航局正在評估適用於多個探索目的地的加壓太空服。
PXS太空服是一款專注於提高太空服適配性和性能的技術演示品，同時能夠最大限度地減少近地軌道和更遠區域執行長期太空任務所需的設備數量。PXS太空服採用一種新穎技術，融合尺寸定型特性，這種特性未來可用於軌道上、太空飛行或者火星表面3D列印，從而實現對任何宇航機組成員的太空服個人定制，或者改變軸承方位，最優化不同任務階段的艙外活動能力。
宇航員將從Z系列太空服後端爬入太空服，通過一個可以嵌入著陸模組艙的艙口，這意味著他們並不需要傳統的氣閘。太空服是氣閘的另一種選擇，有可能允許宇航員快速、輕鬆地進入和退出休息艙、登陸車或者其他設備，而不會帶來灰塵和其他污染物質。
Z系列太空服具有相容性和舒適性，該設計比國際空間站的太空服更加靈活。美國宇航局工程師艾米·羅斯（Amy Ross）在一段中表示，我們正在設計這款新型太空服，從而提高微重力艙外和行星表面活動能力。
Z系列太空服是由公眾投票選出的新一代太空服，而源自科幻小說靈感設計的“創太空服”太空服脫穎而出。目前，融入科技元素的“創太空服”憑藉233431張投票，以63%的投票率略高於Z系列太空服設計。
太空服的迭代更新都將測試最新技術，未來這些新技術將有助於設計人類登陸火星穿著的新式太空服。
美國宇航局Z-2太空服是最新款太空服，是2012年發佈的綠色和白色相間的Z-1太空服的後繼款式。而設計大賽最終贏家——“創太空服”，融合了未來微妙的科技元素，它安裝了發光線和發光塊，能夠釋放光線，在太空行走時更容易識別同伴。這些發光裝置安裝在上半身和下半身，沿著褲褶，可使運動更加簡單容易。同時，下半身還有耐磨面板。
據瞭解，民眾投票選擇了3種太空服設計，“創太空服”是一種仿生設計太空服，它的設計源自海洋生物，是為了呈現令人難以置信的海底生物發光特性，以及遍佈全球的魚類和爬行動物鱗片皮膚特徵。
美國宇航局表示，這一設計反映了保護地球上最頑強生物的一些特徵，其中包括肩部、肘部、臀部和膝蓋上的分段褲褶。此外，電致發光線遍佈上半身，人們穿著時可在黑暗環境中發光。使用電致發光線和明亮色彩裝置看上去非常接近新款運動服和可穿戴設備，此外，太空服設計還有對比色拼接褶皺，以及電致發光線和不同類型的發光裝置遍佈上半身和下半身。
Z-2太空服是使用3D列印設備製造出來的，而3D人體鐳射掃描將精確地用於每位宇航員太空服的量身定制。美國宇航局表示，從太空服工程師的角度出發，我們發現當前一個令人興奮的機會，製造的新型太空服與之前任何太空服完全不同。該設計主旨是保護宇航員，並突出一些移動作業功能。
美國宇航局通過投票方式，讓民眾對3款太空服進行選擇，最終美國宇航局將把獲勝的太空服設計投入詹森航太中心測試，再進行量產。從技術角度講，Z-2太空服能夠承受和吸收碰撞，尤其是上部和下部軀體部分，這對宇航員提供較大的安全保護性。
但是民眾並非完全認可Z-2太空服，有人聲稱，該太空服像玩具一樣，美國宇航局Z-1太空服曾在2012年被《時代週刊》評為年度最佳發明之一。
（本文來源：新浪新聞）
據國外媒體報導，近年來，有關太空殖民的話題變得十分熱門，但許多人都忽視了飛向月球和火星的過程中蘊含著殘忍的真相：太空其實是一片寒冷、荒蕪、不適合人類生存的地方，有可能你第一次到那裏就遭遇不幸了。宇航員們都很清楚這一點，但是對有志于成為太空旅客的人來說，有必要知道一些太空旅行可能面臨的致命危險。
太空旅行其實處處暗藏生命危險
暴露於真空
讓我們首先來分析一下最為顯而易見的危險——暴露在真空中。暴露在極度低壓的太空環境時，皮膚表面和軟組織最上層的液體會立即蒸發，導致血液中形成氣泡，以及一些嚴重、可怕的腫脹。不過，皮膚和循環系統產生的壓力會使膨脹控制在一定範圍內，使你的身體不至於爆炸——科幻小說中喜歡描述的場景。
動物研究和人體暴露在真空中的少量資料顯示，你可能會在9到11秒鐘的時間內保持某種程度的清醒，然後就會因為缺氧而暈過去。根據美國航空航天局（NASA）的資料，你的嘴巴和鼻子將迅速冷卻到冰點，而你舌頭上的液體，連同你肺部內表面的液體，也會迅速沸騰。
美國航空航天局預見到了這一問題，於是開發了宇航服，並將其稱為“艙外機動套裝”（Extravehicular Mobility Unit，EMU）。EMU本質上是一個自維持的太空船，由許多層材料構成，可以保護宇航員不受到真空環境、微隕石和極端溫度的威脅。
有什麼缺點嗎？“宇航服會增加行動的難度，即使是那些我們在地球上覺得輕而易舉的任務，”NASA詹森太空中心的布萊恩·丹斯貝裏（Bryan Dansberry）說，“套裝的分層加上加壓系統，使每一個動作都很費力，手指的動作尤其有挑戰性。”
下一代宇航服將更輕、更靈活，而且有更高的技術含量。未來的EMU還必須能應對全新的環境和新的危險。丹斯貝裏說：“現在我們所用的EMU是為了在微重力環境下使用而設計的，與在火星表面工作時的要求有顯著的不同。”目前的EMU還無法為宇航員提供在火星上活動時所需的靈活性，比如彎腰檢取石塊，或者把一棵馬鈴薯從地裏拔出來。“火星還擁有一個大氣層，因此在火星上使用的宇航服在設計上需要與真空環境中所用的有很大不同，”丹斯貝裏說道。
如果你計畫在這些先進的宇航服上市之前就進行太空旅行，那你必須做好宇航服破裂的準備，目前還沒有辦法對套裝的撕裂或刺穿進行密封，一旦出現這類情況，宇航員必須在套裝完全減壓之前迅速回到氣閘室內。
宇航服的破裂將是致命的
在太空中溺死
太空旅行很重要的一課是，保護你生命的宇航服有可能在不經意間殺死你。2013年7月16日，義大利宇航員盧卡·帕米塔諾（Luca Parmitano）正在國際空間站外工作。他的宇航服冷卻系統突然失靈，開始往他的頭盔裏緩慢注水。根據盧卡在2013年撰寫的一篇詳細博文，他一開始並沒有意識到問題的嚴重性。他以為頭盔後部的濕潤感可能來自他的飲水管，甚至可能是操作沉重的宇航服時產生的汗液。
然而，頭盔裏的液體溫度太低，不可能是汗液，而盧卡也沒看到飲水管裏有水漏出來。他接到命令，要求他停止太空行走，立即回到氣閘室。在盧卡返回途中，液體不斷增多，淹沒了他的臉頰和耳機。
更糟糕的是，為了避開一根擋在返回路線中的天線，盧卡被迫改變方向，導致液體淹沒了他的鼻子，他的呼吸變得更加困難。隨著太陽轉到地球背面，他的周圍變得一片漆黑。他失去了方向感，無法確定返回氣閘室的路線。在這最為黑暗的時刻，盧卡甚至考慮打開頭盔上的一個安全閥，將這些水排到太空中。
幸運的是，故事的結局還算圓滿，安全閥也沒有打開。盧卡順著安全纜繩回到了艙口，在那裏等待同伴克里斯多夫·凱西迪（Chris Cassidy）幫助他對宇航服重新增壓。盧卡對這場遭遇總結道：“太空是嚴酷、冷漠的前沿，而我們是探索者，不是殖民者。我們的工程師，以及我們周圍的技術，使一切看起來很簡單，但其實並不簡單，或許我們有時會忘記這一點。最好不要忘記。”
我們希望國際空間站永遠不會遭遇電影《地心引力》中被太空碎片摧毀的場景
遭遇軌道碎片
國際空間站從1998年運行至今，是一個狀況非常良好的空間實驗室。然而，國際空間站的健康，以及站內宇航員團隊的健康，正面臨著軌道碎片越來越嚴重的威脅。
國際空間站受到數百個微流星體和軌道碎片（micrometeoroid and orbital debris，MMOD）防禦系統的保護，是地球軌道上有史以來防禦最為完善的航天器。儘管足以抵擋微小的塵埃粒子，但這些防禦系統還是無法承受一大塊太空垃圾的撞擊。
國際空間站的關鍵系統——居住艙和壓力艙——是保護最好的部分，但它們仍然可能被一塊直徑大於1釐米的太空碎片嚴重破壞。
根據統計模型的估計，地球軌道上大約有29000塊直徑超過10釐米的太空碎片，而直徑1到10釐米的碎片大約有75萬塊。這些垃圾碎片中，有一些圍繞地球運轉的速度超過每小時28000公里。在這種速度下，即使很小的碎片都能帶來強大的衝擊。
雖然低地軌道上的碎片數量不斷增長，但類似電影《地心引力》（Gravity）裏那樣的場景還是很難會出現。這要感謝國際空間站上先進的預警系統。
美國太空監察網路（U.S。 Space Surveillance Network）會對大塊的太空垃圾進行常規監控。如果有危險碎片進入國際空間站附近1公里範圍的概率達到千分之一，那空間站就會暫時借助停靠的聯盟號飛船，臨時轉移到到更高的軌道上。這樣的情況大約每年發生一次。
截至目前，國際空間站還未因為碎片撞擊而受到嚴重的損傷，但為了預防這類情況，宇航員團隊會進行定期的減壓操作。在這些訓練中，宇航員要嘗試辨別和密封類比的洩漏情況。如果空間站真的出現致命性的破裂，全體成員就將直接轉移到聯盟號飛船中，並返回地球。
在科幻劇集《無垠的太空》（The Expanse）中，低重力環境中成長的“小行星帶人”（Belters）比地球人更高、更瘦，並且很難應付地球的重力。
無時無刻的微重力和輻射
假設你是一位宇航員，當你乘坐聯盟號飛船回到地球表面的時候，你或許會覺得危險已經過去，可以慶祝勝利了。
錯！事實上，科學家還遠未完全瞭解微重力對人體的長期效應，另一方面，我們已經知道微重力會帶來一些令人不快的負面影響。“微重力環境會損傷人體生理機能，主要是因為身體在太空中感受到的力與在地球上不同，”斯坦福心血管研究所所長Joseph C。 Wu說，“漂浮或者在太空中拉伸自己，並不需要像在地面上時用那麼大力，因為太空中沒有重力對抗你的動作。這會導致長期太空飛行時最嚴重的副作用之一：嚴重的骨質疏鬆。”
“微重力的另一個副作用是嚴重的肌肉損失，”Joseph C。 Wu補充道，“與骨骼一樣，無法借助重力進行鍛煉，會使肌肉組織分解。”Wu目前正在對暴露於低地軌道環境後返回地球的細胞樣品進行分析，以研究微重力對心血管生理學和病理生理學的影響。在地球軌道上，心臟在推動血液迴圈時並不需要十分賣力。與任何不經常使用的肌肉一樣，心臟在這種情況下會出現萎縮，並且會變得更接近球形。
微重力對宇航員身體健康的破壞還體現在其他方面，並不只限於骨骼和肌肉的退化。在低重力環境下，體液也會表現出不同的特徵，並可能導致一系列問題，包括眼球後部的變形——最終可能會導致嚴重的視野模糊。2017年由NASA資助的一項研究結果顯示，太空旅行的長期影響可能更具有危害性。
通過將人體幹細胞移植到小鼠體內，美國維克森林再生醫學研究所（Wake Forest Institute for Regenerative Medicine）的科學家團隊模擬了相當於為期三年，行程約2.3億公里的往返火星之旅中受到的深空輻射。研究人員發現，漫長的太空旅行不僅可能削弱宇航員的免疫系統，而且會導致引發白血病的遺傳損傷顯著增加。
人類在太空中遭遇生命危險的事例很少。日新月異的科技使人類在太空中的存在變得相對安全（至少給人的第一印象如此）。然而，現實情況是，生命可能一個不小心就會殞沒在太空中。宇航員們都清楚這一點，然後義無反顧地前往太空。我們應當尊崇那些冒著生命危險，拓展人類科學邊界的個人，然後銘記國際空間站的訓言：離開地球，為了地球（off the Earth， for the Earth）。