点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:看!未来航天服这个样!
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

看!未来航天服这个样!

来源:光明网-《光明日报》2025-02-20 02:55

  作者:钱航(中国青少年科技教育工作者协会理事)

  近日,经公开征集评选,我国载人月球探测任务登月服命名为“望宇”。目前,“望宇”登月服已全面进入初样研制阶段,各项工作进展顺利。

  航天服是保障航天员生命活动和工作能力的个人密闭装备。在太空中,航天服可以保护航天员不受高低温、真空、太阳辐射、射线和微流星等环境因素的侵害,并为航天员提供人类生存所需的氧气。

  在人类探索宇宙的征程中,未来的航天服将成为航天员在极端环境中生存和工作的关键装备。无论是载人登陆火星、探索太阳,还是登陆小行星,甚至飞出太阳系,航天服都需要具备超乎想象的性能和功能,以应对各种复杂和严酷的挑战。

  1.航天服隐藏的高科技

  我国的“飞天”航天服和“望宇”登月服是航天科技领域的重要成果,它们融合了众多高科技成果,为航天员在宇宙太空和月球表面的活动提供了生命保障和作业支持。这些航天服不仅体现了我国航天科技的先进水平,还展示了我国在材料科学、结构设计、智能化技术等方面的创新能力和综合实力。

  从材料科技的角度看,“飞天”航天服和“望宇”登月服采用了多种高科技材料,以应对宇宙太空和月球表面极端的真空、高低温、月尘及宇宙射线等复杂环境。服装主体由多层结构组成,从内到外依次为内衣舒适层、保暖层、通风服和水冷服、气密限制层、隔热层和外保护层。内衣舒适层选用质地柔软、吸湿性和透气性良好的棉针织品,以确保航天员在长时间飞行过程中保持干爽舒适。保暖层使用保暖性好、热阻大、柔软且重量轻的合成纤维絮片、羊毛和丝绵等材料,为航天员提供稳定的温度环境。通风服和水冷服在航天员体热过高时,通过气流循环和液冷管线有效散热,保障生命体征稳定。气密限制层采用氯丁橡胶等具有良好气密性的材料制成,确保在真空环境下,航天员周围有一定的压力,以保护生命安全。隔热层由多层镀铝聚酰亚胺薄膜或聚酯薄膜制成,有效隔绝月球表面的极端温差变化。外保护层采用镀铝织物等高强度、高耐磨材料,防火、防热辐射,并抵御宇宙射线和微小陨石的撞击。

看!未来航天服这个样!

  无穹航天展上展出的航天服 新华社发

  在结构设计方面,“飞天”航天服和“望宇”登月服注重轻量化与小型化,以提高航天员的活动能力和减少能量消耗。“望宇”登月服整体重量较前代减轻20%左右,核心功能模块的集成度提高了30%以上。这种设计不仅提高了登月航天员的活动能力,还减少了能量消耗。航天服的关节部位经过特殊设计,采用低重力环境关节配置,增强了人服活动能力。登月航天员可以轻松完成蹲、弯腰、攀爬等动作,大大提高了月面作业效率。此外,“望宇”登月服的外观设计也融入了诸多中国元素,如飘带、传统甲胄等。上肢的飞天飘带宽厚稳健,下肢则借鉴火箭升空尾焰造型,形成“一飞冲天”的视觉效果。这种设计不仅体现了中国文化的独特魅力,还寄托了中国航天科技团队对载人登月的美好希冀。

  智能化与信息化是“飞天”航天服和“望宇”登月服的另一大亮点。胸前的多功能集成控制台集成了多种操作功能,航天员可以通过简单的操作完成复杂任务。这种设计提高了操作的便捷性和高效性。航天服的面罩采用全景式防眩光设计,提升了视觉工效。同时,头部两侧配置了长短焦距摄像机,可实现远近景视频摄录,为航天员提供了全方位的视觉支持。此外,航天服还集成了先进的通信系统,能够实现航天员与地面控制中心、其他航天员之间的实时通信,确保信息传递的及时性和准确性。

  在生命保障系统方面,“飞天”航天服和“望宇”登月服配备了全套生命支持系统,确保航天员在宇宙太空和月球表面的生存。通风与水冷系统通过气流循环和液冷管线有效散热,保障航天员在高温环境下的生命体征稳定。综合防护面料能够有效防护月面热环境及月尘影响,确保航天员在复杂环境中的安全。此外,航天服还具备可靠的通信能力,确保航天员与地面之间的联络畅通无阻。

  未来,“飞天”航天服和“望宇”登月服将朝着更加智能化、多功能集成和模块化的方向发展。智能化发展将使航天服具备更强的自主决策和环境感知能力,能够更好地适应复杂多变的宇宙太空和月球环境。多功能集成将进一步集成更多功能,如医疗监测、科学研究等,为航天员提供更多支持。模块化设计将使航天服的各个部件可以快速拆卸和更换,方便维护和修理,提高航天服的可靠性和使用寿命。

  2.航天服的前世今生

  一般情况下,航天服必须具备五个功能:保持航天员体温;保持压力平衡;阻挡强而有害的辐射;处理航天员的排泄物;提供氧及抽去二氧化碳。从功能上看,航天服有舱内航天服和舱外航天服两种。显然,“飞天”航天服属于舱外航天服。

  航天服是从飞行员密闭服的基础上发展起来的多功能装备,从1965年美国人首次成功实现太空舱外活动至今,航天服的外观和细节历经种种变化,但其基本需求却始终没变。

  1961年,苏联SK-1宇航服诞生。苏联航天员尤里·加加林作为地球首次载人航天飞行的乘客,在“东方一号”宇宙飞船中穿的就是SK-1。SK-1不仅抗压而且有生命维持装备。

看!未来航天服这个样!

  中国登月服外观 新华社发

  1961年,美国推出了水星计划套装。该宇航服原型是飞行员的MK-4型抗压服,内层是有橡胶涂层的尼龙材质,外层由镀铝尼龙制成。这套宇航服能抵抗太空紫外线和热辐射。它的缺陷是当内压提高时,宇航员很难活动身体。1966年,美国研制出双子座宇航服。它的关节处采用充气的压力气囊和内部网状衬里来维持一定的压力,使宇航服整体膨胀的同时也能保持容易弯曲。它没有自己的生命维持系统,而是通过一根软管连接到飞船上来给宇航员提供氧气。1968年,美国研制出阿波罗宇航服。它有独立的生命维持系统,能提供氧气,空气流通,保持气压,过滤二氧化碳和冷却功能,可以让宇航员进行7小时左右的月球漫步,重量约80公斤。

  1973年,苏联研制出索科尔宇航服。它是一种救援服,设计的目的是让宇航员躺在飞船座椅上时感到舒服,不适合太空行走等船外活动。

  1973年,美国研制出A7LB宇航服。它是阿波罗宇航服的改进款,在液体冷却服模式下最长可以使用115小时,在非加压模式下可以使用14天。

  1977年,苏联研制出“海鹰”宇航服。它是半硬式设计的舱外宇航服,有着坚固的躯干和柔软的手臂。此后,苏联开始沿用“海鹰”航天服。

  1984年,美国研制出舱外移动套装。它用于航天飞机和国际空间站,能提供自身的环保,机动性和生命支持。2011年,美国研制出高级逃生服。它被戏称为南瓜套装。它根据人体造型把宇航服分成几个部分,分尺寸分批生产,加工成现成的服装。航天员只要从中选择合身的各部分,就可以组合成一套满意的宇航服。

  2019年,美国国家航空航天局公布出未来宇航服(XEMU)的概念图。XEMU是美国正在设计的一种新款宇航服。它可以适配所有宇航员的体型,不分男女。它的手臂移动性会比以往的宇航服更加灵活,能够使宇航员触摸到头顶和身体两侧。美国国家航空航天局不仅计划在月球使用它,也会在加以修改调整后用于未来的火星任务。近几年,SpaceX公司也不断推出和改进未来宇航服的设计,包括3D打印的头盔、通信设备、冷却系统和阻燃外层。

  3.人类步入太空的“保护罩”

  大胆想象一下,未来,当人类走向太空,踏上火星、登陆小行星……这些航天任务需要更多样的航天服。

  火星表面的环境极为恶劣,昼夜温差极大,辐射水平高,且存在微小陨石的威胁。因此,火星航天服将采用多层复合材料。外层为高强度、轻质的防热材料,能够抵御火星表面的极端温度变化和微小陨石的撞击。中间层为气密层,确保航天员在低压环境中能够正常呼吸和维持生命体征。内层则为舒适层,采用透气、吸湿的材料,保持航天员的体温和舒适度。此外,火星航天服将配备先进的生命保障系统,包括高效的氧气供应系统、二氧化碳去除系统、温度调节系统和辐射防护系统。氧气供应系统将通过电解水或化学反应生成氧气,确保航天员在火星表面的长时间活动。二氧化碳去除系统将采用先进的吸附材料,有效去除航天员呼出的二氧化碳,防止其在航天服内积聚。温度调节系统将通过液冷和通风技术,保持航天服内部的适宜温度。辐射防护系统将采用多层屏蔽材料,有效阻挡太阳和宇宙射线的辐射。

  登陆小行星需要的航天服,要具备极高的防护性能和适应性。小行星的表面通常布满岩石和碎石,重力极低,且缺乏大气层,对人体和设备造成严重威胁。因此,小行星航天服将采用极强的吸附装置,防止航天员意外飘走。

  飞出太阳系所需的航天服,要具备极高的性能和功能,以应对宇宙中的极端环境。太阳系外的宇宙环境充满了未知和挑战,包括极端的温度、强烈的辐射、微小陨石的撞击等。因此,太阳系外航天服需要具有长时间工作能力,同时由于距离地球太过遥远,只能智能自主完成相应任务。

  总之,未来的航天服将成为人类探索宇宙的重要装备,具备极高的性能和功能,能够应对各种复杂和严酷的挑战。随着科技的不断进步,未来的航天服将为人类探索宇宙提供更加可靠的保障。

  《光明日报》(2025年02月20日 16版)

[ 责编:孙琦 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 2026年巴塞尔艺术展香港展会启幕

  • 江西上饶:防火宣传进景区

独家策划

推荐阅读
全国科学技术名词审定委员会25日发布《关于发布试用人工智能领域名词token中文名“词元”的公告》,决定在综合考量社会各界意见建议的基础上,优先推荐“词元”作为人工智能领域名词token的中文名,并面向全社会发布试用。
2026-03-26 09:23
木卫二是一颗冰封的木星卫星,也是太阳系内最有希望孕育地外生命的地方。“欧罗巴快船”团队认为,他们将发现适宜生命生存的海洋,但除非探测器真正抵达、展开探测,没有人能给出确切的答案。
2026-03-26 09:24
作者:陆俊杰(南通大学副校长,江苏省习近平新时代中国特色社会主义思想研究中心特约研究员)  在促进创新链产业链资金链人才链深度融合、推动科技成果高效转化应用上探索新途径,是“十五五”时期江苏经济社会发展的重要目标任务。深耕“双高协同”不仅是破解科研创新与产业需求脱节的关键举措,更是落实创新驱动发展战略的重要布局。
2026-03-26 09:24
记者从中国发明协会获悉:在瑞士日内瓦举行的第五十一届日内瓦国际发明展上,中国代表团共获得90项金奖、95项银奖和52项铜奖。
2026-03-26 09:30
工业和信息化部25日公布,今年前2个月,我国通信业运行平稳,电信业务总量保持增长,5G、千兆光网、物联网等网络基础设施建设有序推进。截至2月末,5G基站总数达490.9万个,比上年末净增7万个,占移动基站总数的38%。
2026-03-26 09:24
3月25日,国家自然科学基金委员会在2026中关村论坛年会开幕式上发布2025年度“中国科学十大进展”,10项重大基础研究突破入选。界面调控新方法创制面向空天应用的高性能柔性叠层太阳能电池示意图 国家自然科学基金委员会供图 
2026-03-26 09:22
3月25日,以“创新与发展”为永久主题,由科技部、国家发展改革委、工业和信息化部、国务院国资委、中国科学院、中国工程院、中国科协和北京市政府共同主办的2026中关村论坛年会在北京拉开帷幕。
2026-03-26 09:21
记者24日从农业农村部获悉,农业农村部近日印发通知,督促指导各地依法严厉打击坑农害农、危害粮食安全和农产品质量安全违法行为,守护群众“舌尖上的安全”,持续夯实国家粮食安全根基。
2026-03-25 10:22
氢能兼具能源、资源、储能介质三重属性,氢能产业科技含量高、低碳属性强、发展空间大。通知提出到2030年,通过应用规模扩大,推动氢能应用技术、工艺、装备创新突破,实现燃料电池、电解槽、储运装置和材料等迭代升级,推动氢能成为新的经济增长点,支撑实现经济社会发展全面绿色转型。
2026-03-25 10:21
林间密密麻麻的印痕,正是东北虎豹国家公园生态环境越来越好的体现。在科技守护与不懈坚守下,东北虎豹国家公园的生态成果愈发显著:东北虎和东北豹的数量由公园试点初的27只和42只,增长至当前的70只和80只左右。
2026-03-25 10:11
国家卫生健康委和中国气象局24日联合发布首期全国花粉浓度预报服务提示,为公众提供精准防护指引。目前正值春季,以木本植物花粉传播为主,建议过敏人群及时关注本地花粉浓度和种类变化,必要时明确过敏原,提前做好防护和出行安排。
2026-03-25 10:04
自然资源部日前发布四川省冕宁县牦牛坪矿区稀土矿资源储量核实勘查项目成果,矿区新增稀土资源量966.6万吨。据悉,牦牛坪矿区稀土矿资源储量核实勘查项目还新增伴生萤石资源量2713.5万吨、伴生重晶石资源量3722.8万吨,均达到超大型规模,具有重大战略意义。
2026-03-25 10:00
记者了解到,自20世纪60年代推广杂交玉米种以来,我国玉米的单产提高了约2.7倍,其中51%的增益都来自优良杂交种的选育与应用。进一步研究发现,在现代杂交育种过程中,玉米的基因有害变异被不断清除或互补,并且,杂交种中有害等位基因被抑制表达的比例与其产量和育成年代同步增长。
2026-03-24 09:29
2023年,国务院部署开展专利转化运用专项行动(以下简称“专项行动”)。教育部科学技术与信息化司司长周大旺表示,教育部着力畅通科技成果转化的链条,加速把高校丰富的专利转变为产业发展的红利。
2026-03-24 09:28
走进内蒙古博物院的有机质文物修复室,时间似乎放慢了脚步,空气中透着静谧,只有工具偶尔轻碰的细微声响。”  无机质文物修复室里,文物修复师季园园展示了另一种“手术”场景。
2026-03-24 09:28
柳申滨最初以针刺治疗皮肤炎症及穴位敏化机制为切入点,试图探寻针刺调控皮肤靶器官的效应规律。”  通过和临床医生交流,柳申滨了解到,在压力、焦虑等心理应激状态下,特应性皮炎患者的皮肤炎症会显著加重。
2026-03-24 09:28
全球最大人工智能(AI)模型API聚合平台OpenRouter最新数据显示,3月16日至3月22日,全球AI大模型总调用量为20.4万亿Token,环比增长20.7%。”
2026-03-24 09:28
杂交稻的大面积推广显著提升了水稻产量,但其生产长期依赖程序复杂、成本高昂且需年年重复的杂交制种过程。
2026-03-23 09:40
近日,澳大利亚一位机器学习领域科技企业家,通过人工智能大模型自行设计肿瘤疫苗,救治自家患癌宠物犬的故事广受关注。
2026-03-23 09:39
记者从中国石化获悉,我国首套全链条国产化溶液法聚烯烃弹性体工业化装置在天津进入试运行,相关生产技术取得原创性突破,将有效缓解我国光伏等战略性新兴产业对该材料的进口依赖。
2026-03-23 09:33
加载更多