新一代登月宇航服有哪些黑科技?

来源 :科学之谜 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xbh88
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  美国自1969年成功登月以来,一直没停下前进的步伐:“阿波罗登月”计划之后,美国人又开始着手下一个名为“阿尔忒弥斯”的登月计划,该计划打算在2024年再送一名宇航员登月。不过这个计划要想更顺利地进行,一件更好的宇航服是必不可少的。
  美国宇航局不已研制出更高级的宇航服全称叫“舱外探索机动装置”,英文简称xEMU。就让我们来看看这件宇航服究竟有哪些升级吧。

升级千万条,安全第一条


  宇航服的终极目标是保证宇航员的安全。月球表面的环境对登月宇航员来说,可算是真正意义上的“四面楚歌”。宇航员要面对的是致命的极端温度:最低为-157℃、最高为121℃,以及致命的辐射、微流星体和真空环境。除了前面提到的危险,还有一个危险是人类登月后才发现的:月球尘土。
  这些月球尘土的直径往往小于1毫米,含有玻璃、橄榄石、斜长石等多种物质成分,有时候甚至还会有尖晶石和方英石这样的成分包含在其中。在太空失重且真空的环境下,它们能够快速移动并粘附在宇航服上,然后被宇航员带回船舱,这会给宇航员的健康带来巨大的威胁。由于旧式宇航服采用拉链的方式进行穿脱,“月球灰”还会卡住拉链,影响宇航员退脱宇航服。
  而xEMU不仅能保证宇航员在极端环境下的安全,还具有“耐灰”的特性,以避免“月球灰”的污染。xEMU还摆脱了拉链,它的背后直接开个大口,宇航员由大口进入,然后这个大口会被无缝密封,并且还会在关节处放置多达16层的柔性防尘材料。
  另外,宇航员身后的背包(便携式生命支持系统)也获得了很好的升级。背包负责宇航服的电力和新鲜空气的供应,同时还会保持湿度以及去除宇航员呼出的二氧化碳。值得一提的是,旧式背包不能排出二氧化碳,因此只能吸收一定量的二氧化碳;升级后的背包能把二氧化碳排出宇航服,这就使新型背包能无限“吸收”二氧化碳。新型背包还带有检测系统,当氧气等资源不足或系统故障时,它会发出警报。
  除此之外,新型背包的电子和管道系统更加简单。假如在执行任务时它发生了故障,地面上的工程师们可以临时复制出大部分系统,从而较为容易地找出故障和解决方法。

告别“袋鼠跳”和“汗渍耳机”


  原来的宇航服不仅笨重,而且还对宇航员的行动有着诸多限制:膝盖最多只能弯曲90度、双手无法举到头顶和腿部无法大迈,等等。所以,在登月录像中的宇航员是以袋鼠跳的方式进行移动的。如果身体失去平衡的话,宇航员往往只能单脚跳而不能进行调整,这也导致了宇航员们有时会“五体投地”般摔倒,即便只是捡东西,宇航员也得“五体投地”。
  这种“五体投地”的尴尬情况将一去不返。xEMU不仅更轻,而且它的各个关节处都设置了轴承。如今,穿上这身新宇航服的宇航员,这次可以轻易地举手过头顶、蹲下、走路和迈步等等了。
  以前的宇航员总是要先带上耳机和麦克风,然后再用厚厚的布把它们包裹起来进行固定。宇航员经常被捂得满头大汗,而且他们还无法处理。在新型宇航服上,麦克风和耳机被整合进头盔当中,麦克风能从不同方位接受宇航员的声音,耳机则转换为高质量的扬声器,从而保证通讯的质量,就像我们在科幻电影看见的那样。没错,科幻电影中麦克风、耳机和头盔一体的宇航服头盔现在才被制作出来。

“一服多穿”


  这种新一代的宇航服还将采用模块化设计,以实现“一服多穿”。这件宇航服可以根据不同的环境、任务和需求,对特定的部件进行更换。例如在登月行动中,头盔的透明面罩被微型隕石刮伤了,此时宇航员可以直接回到船舱进行更换,而不用像以前那样,要么终止自己的任务,要么心惊胆战地完成任务。
  除了方便,采用这种设计还有一个重要的原因,那就是美国宇航局如今已经在为未来的火星任务做准备了。这种设计允许工程师们可以根据现实需要对宇航服进行灵活的技术升级。例如,根据目前科学家们收集到的数据,火星的重力比月球的大、温度(最低-143℃,最高35℃)情况比月球的(最低为-157℃,最高为121℃)要好,等等。届时,工程师们根据这些数据把宇航服改造一下就能适应火星了。
  当然,xEMU还在不断地测试、升级。直到2024年到来,我们才能知道xEMU到底能先进到何种程度。
其他文献
在巴西拉古纳附近的海域,当地的渔民经常站在齐腰深的水中排成一队,或乘独木舟等候着,宽吻海豚则在不远处追逐着成群的胭脂鱼,把它们往岸边赶。渔民在浑浊的水中看不见鱼,所以他们等待海豚发出信号——比如突然扎下水去或在水面拍打尾巴——之后,才开始撒网。  海豚与人类之间的这种合作是非常罕见的。在大多数地方,渔民通常将海豚视为竞争对手,有时候甚至当作猎物。  拉古纳的宽吻海豚至少从19世纪末就开始跟当地的渔
期刊
一座怨气很重的鬼屋  1963年,瑞恩夫妇买下了澳大利亚朱尼镇的一座建于1884年的大房子,它被称为基督山庄园。这座房子位于一座小山上,可以俯瞰朱尼镇,风景优美不说,两层的小楼内很宽敞,也可以算得上一座豪宅。不过,由于建造年代久远,而且瑞恩夫妇买下之前房子已经几十年没人住,因此房子已经破旧不堪。经过修缮之后,瑞恩一家就搬入了这座房子。  让这一家人想不到的是,在那之后,他们经历了许多诡异的事情。在
期刊
电脑的操作系统是电脑的“神经中枢”,我们发出的指令都需要操作系统的翻译才能被电脑理解,电脑的处理结果也同样需要系统翻译我们才能理解,如果操作系统更新速度赶不上电脑软硬件的更新速度,翻译就会出错,电脑会越来越“卡”。这种时候,通常我们重装一下操作系統就行了。  人的大脑也是如此,接受的信息过多,处理速度赶不上,又或者大脑系统与所学知识“不适配”,工程师的大脑欣赏不了艺术,艺术家也学不进理工科的知识,
期刊
不是所有病毒都像你想象的那么坏,它们也有对人友善的一面——当然,前提是我们要善于驾驭。譬如,2017年在南美洲大流行的寨卡病毒,或可用来治疗人类的恶性脑瘤。  寨卡病毒最早发现于非洲,通过蚊子或性途径传播。它对孕妇尤为危险,妇女在怀孕期间若被其感染,将会生下脑袋特别小的婴儿——长大后会有严重的智力障碍。巴西2017年因寨卡的流行,新生儿中小头畸形的比例与往年相比上升了20倍。此外,寨卡也会让流产率
期刊
在2020年的新冠疫情中,老年人更容易被新冠病毒击倒,死亡率也更高,这已经不是什么秘密;但另一个鲜为人知的事实是,在感染新冠病毒之后,男性更容易发展成重症,死亡率也比女性高。  这种“重男轻女”的迹象首先出现在武汉,在封城后不久,一个研究小组公布了2020年1月1日至20日收治的99例重症患者的报告。研究人员发现,在这些重症患者中,男女比例超过2:1。  死亡率也存在性别差异。例如,2020年1月
期刊
2020年,一场突如其来的疫情给人类社会带来了无法估量的巨大损失,也彻底改变了我们的生活,原本再简单不过的自由出行、亲密接触一夜之间变得困难且危险。我们迫切希望新冠疫情早日结束,尽快回到原先的生活中去,这个心愿可以实现吗?疫苗开发还在路上  我们有什么方法可以终结疫情呢?如果说人类有什么武器能真正击退病毒,大家立刻想到的一定是疫苗。  但是疫苗没有那么容易获得。疫苗研发过程非常耗时,所以在紧急的情
期刊
未来的太空战指挥中心(想象图)  浩瀚无垠的黑色幕布上,大小不一的卫星和飞船分列两端,奇形怪状、五彩缤纷的激光束从飞船中发出,卫星群发着各式各样看得见或看不见的信号,被击中的飞船爆开了一朵朵耀眼的“烟花”……  许多太空游戏和科幻影视剧中都会出现这样经典的太空大战的场景。事实上,世界各大强国也已经意识到,太空将成为21世纪的战场,在未来战争中,谁控制了太空,必将最终赢得战争的胜利。因此,他们在太空
期刊
新冠病毒肆虐的这一年,不仅搅得人类社会天翻地覆,也让动物界产生了意想不到的变化。经济萎缩,动物受害  为了遏制病毒的传播,人类停工停学,保持社交距离,这首先对经济活动产生了深远影响。据国际货币基金组织预计,2020年全球GDP将萎缩4.4%,2021年的全球经济前景也将暗淡,只有中国一枝独秀,转为正增长。而在新冠疫情极为严重的美国、巴西、印度等国,其经济萎缩程度更加严重,失业率高企不下,社会陷入动
期刊
唐朝著名诗人李白曾写下这样一句诗:危楼高百尺,手可摘星辰。即使在现在看来,这仍然是一个非常浪漫又夸张的幻想,因为离地球最近的外星球——月球,也距离我们约38万千米,不可能有任何一幢建筑能达到这样的高度。但话说回来,早在50多年前,地球人已经成功登陆了月球。他们真正踏上了“星辰”的土地,也算是变相实现了李白的幻想。那么“手摸星辰”是什么感觉呢?能不能“手摸”星辰?  我們都曾看过许许多多宇航员的照片
期刊
人为什么要睡眠?长期以来有一种猜测,认为睡眠可以帮助人巩固记忆。现在,我们终于第一次观察到大脑在睡眠时是如何储存记忆的。  研究人员招募了一群志愿者,先教他们练习弹一首曲子,待他们学会记住之后,每人戴上一顶EEG电极帽(用来监测他们大脑的电活动),然后平躺着进入fMRI扫描仪。扫描仪用于检测大脑的哪些区域在活动。  当志愿者被要求在脑中想象弹奏刚才的曲子时,研究小组从EEG收集的信号中,观察到一个
期刊