登月服,是指登月宇航員穿著的艙外航天服。
2023年3月15日,美國航空航天局展出了新款登月宇航服。最新的宇航服包含多層結構,最內層能確保宇航服內充滿空氣;中間各層有調節溫度和維持外形等功能;最外層既能防塵還能防止宇航服被尖利巖石等外物損壞。
2024年9月28日,中國載人航天工程辦公室首次公開中國登月服外觀。10月29日,中國登月服在按計劃開展初樣產品生產和相關地面試驗。2025年2月,經公開征集評選,中國登月服被命名為“望宇”。截至2025年2月12日,望宇已全面進入初樣研制階段。
歷史變遷
"阿波羅"航天服
歷史上,曾真正使用過的登月航天服是美國的"阿波羅"航天服,其研制于1965年啟動,有效保障了"阿波羅"10次飛行任務,其中經歷了多次修改,從最初研制到最后任務完成配備了A5L、A6L、A7L、A7LB四種型號航天服。阿波羅宇航服組件包括一套壓力服組件和一個背包,其中包含生命支持系統,允許宇航員在月球表面不受束縛地行走,但活動性較差。
尼爾·阿姆斯特朗登月時所穿的為A7L型宇航服。該太空服由21層不同的材料構成,里面縫制了塑膠管,冷水可以在里面循環流動。最外層是用白色聚四乙烯材料制成。美國航空航天局此前評估,該件航天服的實際使用壽命為115小時,而根據航天局統計,阿姆斯特朗穿著此件宇航服的時間,僅為2小時31分鐘40秒。此后美國航天局也給出評估稱,在極端狀態但不加壓的情況下,此件宇航服的使用壽命為14天。
蘇聯登月服
1964年,隨著載人登月計劃出臺, 蘇聯也曾研制過“”型軟式登月服、“”型和“海鷹”型半硬式登月服。雖然這些航天服沒有經歷過實戰,但通過改進強化逐漸發展為現在的俄羅斯“海鷹”系列航天服。
“先進登月服”
從1997年,美國航空航天局(NASA)就開始資助一些私人公司和院校,進行適合月球和火星探索的“先進航天服”項目的研究,先后研制出多種艙外服樣機。并每年對先進出艙系統進行為期2周的野外聯合演練,得到大量可貴的經驗和數據。
現代發展
公理艙外移動單元
設備介紹
美國政府2019年宣布“阿爾忒彌斯”新登月計劃,目前已完成“阿耳忒彌斯1號”繞月飛行任務。美國航天局計劃2024年11月實施“阿耳忒彌斯2號”載人繞月飛行任務,若取得成功,將在約12個月后執行“阿耳忒彌斯3號”登月任務,最早在2025年將2名宇航員送上月球,實現人類重返月球的目標。為此,美國航空航天局委托公理航天開發用于實施登月計劃的航天服,新款宇航服命名為“公理艙外移動單元”(AxEMU)。
新宇航服重量為55公斤,比執行阿波羅飛船任務的宇航員所穿的宇航服輕25公斤,而且與以前的宇航服相比,有更好的機動性、更多的定制關節,以實現更大的活動范圍。不過,由于這套衣服的接縫太多,穿脫都不容易,宇航員需要從宇航服后面的艙口爬進去。
新款宇航服配備像背包一樣的便攜式生命支持系統。宇航服的頭盔上方有一個手電筒面板,用于宇航員在低光下操作工具和科學儀器;還有一臺高清攝像機,以便地球上的人觀看宇航員在做什么。這個便攜式生命支持系統相當于氧氣瓶和空調合為一體。根據設想,穿著這款航天服可支持宇航員連續在艙外活動最長8個小時。
新款宇航服包含多層結構,最內層像氣球一樣確保宇航服內充滿空氣,最外層既能防塵還能防止宇航服為尖利巖石等外物損壞,中間各層則有調節溫度和維持外形等功能。
新款宇航服分不同尺碼,展出的樣品為黑色,飾有藍色和橙色圖紋,據稱是為“遮掩宇航服的專利設計”,最終成品將沿用傳統的白色,以便反射陽光,使宇航員處于適宜溫度中。
設備特點
“移動性”更好
“移動性”更好,更加靈活。宇航員從國際空間站出艙進行太空行走時,下肢活動較少,而在月表行走并展開科研活動時,下肢活動更多。新航天服的設計充分考慮這種需求,其加壓服下半身安裝了多個關節軸承,允許臀部彎曲和旋轉,膝蓋處有更大彎曲度,并采用了類似登山靴的柔性鞋底。此外,宇航服上半身的改造使宇航員可以大幅度旋轉胳膊,并輕松將物體舉過頭頂。新宇航服還采用了從后面穿入的設計,使肩部組件更貼身,有助降低肩部損傷風險。
安全性提高
新宇航服的安全性和防護能力大幅提高。安全永遠是人類太空任務的“重中之重”,這種新型艙外宇航服可在零下約157攝氏度至零上約121攝氏度之間的溫度條件下保護宇航員,使他們不受輻射、月塵和微流星體侵害。
1969年“阿波羅11號”宇航員首次登月時,工作人員主要擔心月壤能否支撐載人飛船著陸。但是現在人類已知月壤中藏著更大的風險,那就是其中有大量玻璃狀碎屑,可能侵入航天服中。因此新宇航服增加了防塵設計,避免月塵被吸入并污染生命支持系統。
宇航服的“便攜式生命支持系統”在為宇航員提供能源和氧氣的同時,還能清除宇航服中的二氧化碳、有毒氣體等。據介紹,新宇航服的生命支持“背包”可以持續清除宇航員呼出的二氧化碳;相比之下,目前的宇航服只能儲存二氧化碳直至飽和,從而限制了宇航服的使用時長。
模塊化設計
新宇航服采用模塊化設計,方便在長時間探索任務中更換組件。例如其頭盔采用了可快速更換的防護面罩,如果出現表面破損、凹陷或刮傷等問題,可以單獨更換防護面罩,無需將整個頭盔送回地球維修。航天服的“背包”中使用了微型化的電子系統和管道系統,因此許多組件在設計上是有備份和冗余度的,萬一有些組件出現問題也無大礙,這有利于延長太空任務。
提升舒適性
研究人員對運動中的宇航員進行全身3D掃描,根據3D動畫模型設計組件,最大程度保證了宇航服的舒適性,降低了可能對皮膚造成的不適。新宇航服的通信系統采用了多個嵌入式聲控麥克風,能自動捕獲聲音,克服了此前宇航服麥克風無法跟隨宇航員頭部運動而收聲的問題。
中國登月服
2023年5月29日,中國載人月球探測工程登月階段任務已啟動實施,計劃在2030年前實現中國人首次登陸月球。中國載人航天工程辦公室已全面部署開展各項研制建設工作,新建發射場相關測試發射設施設備,研制飛行產品,其中就包括登月服。
2024年4月24日上午9時,在酒泉衛星發射中心召開的神舟十八號載人飛船載人飛行任務新聞發布會上,中國載人航天工程新聞發言人、中國載人航天工程辦公室副主任林西強介紹,2023年載人月球探測工程經中央政府批準啟動實施,總體目標是2030年前實現中國人登陸月球,各系統正按計劃開展研制建設。長征十號運載火箭、“夢舟”載人飛船、“攬月”月面著陸器、登月服等主要飛行產品均已完成方案研制工作,正在全面開展出樣產品生產和各項試驗,會抓緊研究推動國外航天員以及太空游客參與空間站飛行。
2024年9月28日,中國載人航天工程辦公室首次公開中國登月服外觀,并面向社會征集載人月球探測任務登月服名稱。該登月服外觀設計靈感借鑒諸多中國元素,上身裝飾帶設計融合了飛天飄帶的優雅飄逸和傳統鎧甲的硬朗厚重,體現了剛柔并濟的中國哲學;腿部裝飾帶設計成火箭升空尾焰造型,與上身呼應,形成一飛沖天的勢態,體現了中國騰飛的設計理念。10月29日,神舟十九號載人飛行任務新聞發布會發言人介紹,錨定2030年前實現中國人登陸月球的目標,工程全線在全面推進各項研制建設工作,登月航天服等在按計劃開展初樣產品生產和相關地面試驗。2025年2月,經公開征集評選,中國載人月球探測任務登月服名稱已經確定命名為“望宇”。“望宇”寓意遙望宇宙、探索未知,與執行空間站飛行任務的“飛天”艙外服相呼應,寓意在實現飛天夢想、建成“太空家園”之后,中國載人航天踏上了登陸月球、遙望深空的新征程,也傳遞出中國發展航天事業始終堅持和平利用太空、為構建人類命運共同體做貢獻的堅定立場。截至2025年2月12日,望宇已全面進入初樣研制階段,各項工作進展順利。
參考資料 >
更輕便、更靈活 美國新款登月宇航服亮相.人民網.2023-05-30
中國登月服外觀首次公開.中國新聞網-新浪財經.2024-09-28
錨定2030年前實現中國人登月目標 工程全線正全面推進.央視新聞-今日頭條.2024-10-29
中國載人月球探測任務登月服和載人月球車名稱正式確定.央視新聞-今日頭條.2025-02-12
獨家視頻丨目標2030年登月!登月服和載人月球車全面進入初樣研制.央視新聞客戶端.2025-02-12
紀念人類登月50周年之——宇航服的變遷.澎湃新聞.2023-05-30
阿姆斯特朗當年登月宇航服在美國展出,頭盔可阻擋微型隕石撞擊.今日頭條.2023-05-30
NASA公布新一代登月宇航服,百年來宇航服有了多大突破.新浪網.2023-05-30
40年首次更新,NASA發布登月新宇航服.科學網.2023-05-30
科普:美國新一代登月宇航服有何特點.新華網.2023-05-30
中國計劃在2030年前實現首次登陸月球.中國政府網.2023-05-30
“80后三人組”明天出征!2030年前實現中國人登上月球!.每日經濟新聞-今日頭條.2024-04-24
期待!2030年前將實現中國人登陸月球 目前各系統正按計劃開展研制建設.新京報我們視頻-抖音短視頻.2024-04-24