看！未来航天服这个样！

　　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。

　　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。

　　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）