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美国麻省理工学院教授达娃.纽曼身穿新型宇航员为人们展示她的新设计。在她旁边的展板展示的则是传统宇航服。- [7 Y( }# {6 P& R) ~) t7 q' O V+ q
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中评社广州7月18日电/据物理学家组织网报道,美国麻省理工学院科学家正在研制一种新型宇航服。通过7年研究,她们设计出了新型宇航服的原型,比传统装备更轻便、平滑和贴身。最重要的是,它能够充分保证宇航员的灵活性。
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还要再等10年? rs238848.rs.hosteurope.de5 y$ v, c6 M- D5 z
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人类上演太空之旅的历史已经40年了,但宇航员所穿的宇航服却几乎没有发生任何变化。对于宇航员来说,宽大笨重采用气体加压技术的宇航服无疑是一个保护罩,但它们的重量和压力却在很大程度上限制了宇航员的灵活性。 . ]% f3 Q' b+ w: r6 d3 x1 M
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麻省理工学院航空航天学与工程系统学教授达娃•纽曼的设计有望希望改变这一切,她的新型宇航服名为“BioSuit”,是使用氨纶和尼龙材料制成的。BioSuit绝不是“祖父级人物”印象中的宇航服。读者展开想像的时候,不妨多想想蜘蛛侠。在设计上,这种宇航服能够让宇航员拥有较大的灵活性。当人类最终登陆火星或是重返月球的时候,宇航员有可能穿上纽曼教授打造的新型宇航服。 6 p' w& A' {3 J8 ^% T9 [* {
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纽曼、她的同事、学生以及当地的一家设计公司——Trotti & Associates致力于打造新型太空服的时日差不多有7年了。他们制造的原型还没有准备用于太空飞行,但却向世人展示了他们的想法和目标——打造一种重量轻的紧身型宇航服,让宇航员成为真正意义上的行动灵活的月球与火星探险家。
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纽曼希望,能够在人类决定向火星发射远征队之前,将最终完成的BioSuit摆在宇航员的衣柜里。她表示,当前的宇航服已无法应对类似探测火星这样的太空任务。 ) u1 u" ]! Z+ S. s% D
& j6 l% M( R( \! Z; y$ Q人在德国 社区 依靠机械反压力 1 Z; D5 Y: |# X, u$ S ]" m0 Z# {
/ A% m! n( u2 N, G6 \& o1 B人在德国 社区 据新浪科技报道,与传统的样式相比,纽曼的宇航服原型绝对是带有革命性的。它并不采用气体加压技术——对宇航员的身体施加压力,保护他们免受太空真空影响,而是依靠机械反压力——在宇航员身体上紧紧地包裹多层材料。这种方式下制作的宇航服类似一种“紧身衣”,它可以随着身体的运动伸展,使移动自由性成为一种可能。 # B3 h$ O1 \6 c. z# f% ?0 O, o
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在过去的40年时间里,宇航服的重量可以说是与日俱增,现在差不多已达到300磅左右。宇航服的大部分重量是由多层结构、生命保障系统以及气体加压“贡献”的,它在很大程度上限制了宇航员的行动。在移动身体的过程中,宇航员大约有70%到80%的能量都要用在“征服”这种笨重的行头上面。纽曼说:“穿着这样的宇航服,你不可能做太多弯曲手臂或者大腿的动作。”
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, N- n/ R3 o, A5 ? 当宇航员处在微重力环境下(例如在国际空间站外部空间进行太空行走),笨重的宇航服绝对不便于他们的工作,正如纽曼所说的那样:“重返月球或者登陆火星是一次完全不同的球类比赛,我们必须做出行走、跑动或者跳跃等做作。”
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' `' r& m2 U4 y: Drs238848.rs.hosteurope.de美国麻省理工学院教授达娃.纽曼身穿新型宇航员为人们展示她的新设计。人在德国 社区9 E Q4 U% p3 i& Q i& d' b
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安全性更高 ( v2 h3 H1 G) [ Y
: O; ]2 |& u0 u, z" P 纽曼的新宇航服BioSuit的另一个优势便是安全性:如果传统的宇航服被小陨石或者其它天体刺破,在威胁生命的压力骤减出现前,宇航员必须立即返回空间站或者总部。但对于BioSuit来说,一个单独的小孔能够被极似绷带的东西包裹起来,宇航服余下的部分并不会受其影响。纽曼表示,最终完成的BioSuit可能是一个“混血儿”,它继承了传统宇航服的一些特性,包括一个气压躯干部分和头盔;一个氧气瓶可以被安装在背部。
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8 e. K: o: y8 B3 I 麻省理工学院的研究员正将目光集中到腿部和臂部的设计上。在打造BioSuit的过程中,这两个区域的设计无疑具有相当的挑战性。在麻省理工的人-机实验室,纽曼的学生利用自己打造的运动中的人体3D模型对不同的包裹技术,以及移动、弯曲、攀爬或驾驶飞行器时皮肤的伸展情况进行了测试。 " A' ~+ f0 M' Q2 s8 B2 x
/ x+ s; B8 J4 I3 ^2 q5 Y r z 设计BioSuit的关键是打造什么类型的衬里。这些衬里应当不具有伸展性,例如,宇航员移动大腿的时候,加在皮肤上的衬里不会伸展。衬里的作用是提供一个类似骨架的支撑结构,并在最大程度上保证宇航员的灵活性。为了适于太空环境,BioSuit对宇航员身体施压的压力应接近地球大气压的1/3,或者说大约30帕斯卡。当前的原型施加的压力大约在20帕斯卡左右,研究人员已将新原型的施压值提高到25到30帕斯卡。 rs238848.rs.hosteurope.de3 l& g* f! r# K# X6 Y- c& Y
6 P% X: [) D: |: [$ P 帮助保持体形
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; {7 v" Z: l. _* [5 b/ ] 在长达6个月的火星之行中,BioSuit同样可以帮助宇航员保持体形。研究显示,宇航员在太空工作时最多可失去40%的肌肉力量。但BioSuit在设计上却能够提供不同的抵抗力水平,允许宇航员在长时间的火星之行中锻炼身体。 & _4 h! H" K2 p( C/ w5 ~5 K
/ g+ }& l' x3 R4 A, X& { 虽然将BioSuit用于太空任务是一项终极目标,但纽曼同样关注这种新型宇航服在地球上的应用,例如训练运动员或者帮助人们行走。打造新型宇航服BioSuit建立在上世纪六七十年代由保罗•韦伯和索尔•伊伯贝尔提出的超前想法之上——韦伯第一次提出研制一种“运动型宇航服”的理念,伊伯贝尔则设想了非伸展性的衬里。但就当时的情况而言,无论是技术还是材料都无法做到这一点,因此只能停留在想法的层面上。 |
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