| 發(fā)布日期:2018-12-04 08:59:06 來(lái)源:紡織導(dǎo)報(bào) 分享到: |
在阿波羅登月壯舉之后,人們一直在探索更深遠(yuǎn)的太空。如美國(guó)以載人火星登陸為長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)持續(xù)推進(jìn)新技術(shù)、新系統(tǒng)的研發(fā),并將目光瞄向太陽(yáng)系的更遠(yuǎn)端天體。可以預(yù)見,未來(lái)人類的腳步將踏上更多的星球!

作為載人航天必不可少的防護(hù)裝備,這些新的太空探索活動(dòng)需要更先進(jìn)的宇航服來(lái)迎接不同太空環(huán)境的挑戰(zhàn),如火星重力僅為地球的1/3,且其空間環(huán)境存在CO2含量高達(dá)95%的微真空大氣層、溫差變化大(-120~20 ℃)、塵暴與微流星危害以及極強(qiáng)烈的輻射環(huán)境等,為火星航天服的設(shè)計(jì)提出了嚴(yán)苛的要求。此外,由于空間站時(shí)代頻繁的艙外探測(cè)活動(dòng),未來(lái)宇航服不僅要滿足新的太空環(huán)境對(duì)宇航服功能的新要求,還要為宇航服減重、增加靈活性,以便更好地執(zhí)行各項(xiàng)空間考察實(shí)驗(yàn)任務(wù)!

宇航服是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng),相當(dāng)于一艘小型的太空飛船。目前,航天服使用的纖維制品主要是尼龍經(jīng)編織物、PU涂層尼龍織物、氯丁橡膠涂敷尼龍織物以及聚四氟乙烯、Kevlar®和Nomex®等纖維制品。為了保護(hù)宇航員艙外行走的安全性,阿波羅探月航天服的面料甚至達(dá)21層之多,由柔軟部位與剛性部位組合提供支撐、移動(dòng)和舒適性功能!

與阿波羅探月宇航服相比,NASA為火星開發(fā)的新一代的NDX-1型宇航服由包括Kevlar®和碳纖維在內(nèi)的多達(dá)350種材料構(gòu)成,且明顯實(shí)現(xiàn)了輕量化,其厚度可控制在4.8 mm左右,可適應(yīng)極端的環(huán)境條件。

NDX-1宇航服雖然在減重和靈活性上均有了一定程度的提高,但本質(zhì)上還是柔性結(jié)構(gòu)和剛性結(jié)構(gòu)的組合,在此基礎(chǔ)上,麻省理工學(xué)院(MIT)的Dava Newman教授團(tuán)隊(duì)提出了一種像“第二層皮膚”一般的更輕薄的火星宇航服BioSuitTM!

該宇航服系統(tǒng)的最大特點(diǎn)在于融合了記憶合金、被動(dòng)彈性材料和靜電紡絲材料,采用半剛性的壓力條帶固定在柔性緊身服裝上制成的反壓力服,替代了傳統(tǒng)宇航服裝所需的笨重的充氣式壓力限制層,從而可大大減輕重量和提升靈活性。其中,1000多英尺半剛性的壓力條通過(guò)壓力計(jì)算和設(shè)計(jì),通過(guò)14萬(wàn)個(gè)針腳按照合理的圖案布置在服裝的臨界應(yīng)變點(diǎn)處,以為宇航員提供足夠和舒適的壓力!

其另一大優(yōu)勢(shì)在于,當(dāng)服裝受到磨損或微流星穿刺破壞時(shí),可通過(guò)一種高科技的Ace膠帶進(jìn)行修補(bǔ),而普通宇航服在充氣壓力限制層破壞后壓力會(huì)瞬間消失,使宇航員處于危險(xiǎn)之中。此外,通過(guò)將金纖維編織到服裝中,并與生物傳感器配合,BioSuitTM還可以收集宇航員的身體數(shù)據(jù),幫助地面指揮中心時(shí)刻監(jiān)測(cè)宇航員的身體狀況。但由于系統(tǒng)復(fù)雜性,目前BioSuitTM還處在地面測(cè)試和改進(jìn)階段,并未公布進(jìn)一步的太空測(cè)試和使用時(shí)間。


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