国际空间站 ( ISS ) 上的固定面板有点像戴着坚硬的烤箱手套站在滑板上修理汽车。至少，美国宇航局美国宇航局的宇航员凯特鲁宾斯是这样描述它的。她已经在空间站上绕地球运行了 300 天，所以她应该知道。
今天笨重的宇航服比 1960 年代和 1970 年代在月球上行走的阿波罗宇航员所穿的宇航服重（或者，对于学究们来说，有这么大的质量）近三分之一。更复杂的是，轨道的自由落体缺乏对牛顿第一和第三运动定律的阻尼作用（除非受到力的作用，否则事物永远运动，并且每一个动作都会产生相等和相反的反应），而月球的引力场和固体表面。因此，太空行走者必须比月球行走者更仔细地考虑他们行为的后果。
再加上今天使用的宇航服中的大多数系统都是在 1980 年代初设计的，因此有足够的时间让它们的缺陷变得明显（例如，在 2013 年，国际空间站上的一名意大利宇航员在冷却超过一升时差点淹死他的头盔里有水），而且美国宇航局希望在 2020 年代的某个时候将宇航员送回月球，它正在寻求升级是可以理解的。它有一长串想要修改或添加的功能。但该机构的舱外活动负责人克里斯·汉森表示，当前的目标是开发出比僵硬的套装允许更多的身体运动，正如他所说，阿波罗月球漫步者“像兔子一样跳来跳去”。
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然而， NASA对新西装设计的探索并不顺利。 2021 年 8 月，其监察长保罗·马丁 (Paul Martin) 得出结论，14 年和 4.2 亿美元的花费用于微薄的结果。马丁先生还表示，尽管美国宇航局打算在接下来的几年里将这笔金额翻一番，但它仍然无法及时生产太空服，以实现当时计划于 2024 年（现在推迟到 2025 年）的登月。因此，该机构再次吸取了它现在真正应该接受的教训，正在将西装设计外包给私营部门。这个想法是想出一些可以适应在轨道和月球表面使用的东西。获胜者将于下个月公布。
正如汉森博士的讲话所预示的那样，本次比赛成功的一个重要标准将是宇航服的灵活性。一个竞争者是 Astro，这是由三家公司联合提出的诉讼：北卡罗来纳州夏洛特的柯林斯航空航天公司；特拉华州纽瓦克的ILC Dover；和德克萨斯州休斯顿的 Oceaneering。 Astro 广泛使用 Vectran，这是一种合成纤维，比防弹服装中使用的 Kevlar 更坚韧。这是使用具有强度和必要柔韧性的液晶聚合物制成的。
穿着这种宇航服的人应该能够伸手弯腰，这在今天的宇航服中是不可能的。根据帮助在轨道上组装国际空间站的前宇航员丹伯班克（Dan Burbank）的说法，他现在是柯林斯的技术专家，他们甚至可以进行俯卧撑，至少在重力束缚到地球表面时是这样。
为 Moonwalks 设计的 Astro 版本将允许跋涉 10 公里，这让阿波罗宇航员管理的距离相形见绌。这款月球徒步旅行套件将配备特殊的靴子，并在其面罩上显示“面包屑路径”，以向乘客展示他或她曾经去过的地方——因此，至关重要的是，如何回家。
然而，对于地球轨道上的太空行走，有些人根本就需要西装。相反，他们提出了配备推进器和机械臂的微型航天器。马里兰州的一家公司 Genesis Engineering Solutions 正在沿着这条路线发展，它称之为单人航天器 ( SPS )。推进器使用压缩氮气——不过，在紧急情况下，它们也可以进入飞船的储气罐。这些手臂最初是为拆除炸弹而设计的，比宇航员戴着手套的手要灵巧得多。它们可以由太空行走者或远程操作员控制。如果一切顺利， SPS将用于 Orbital Reef，这是一个由 Blue Origin 和 Sierra Space 等公司建造的商业空间站，计划于 2020 年代后期发射。
Genesis 认为， SPS与传统宇航服相比具有多项优势。一方面，不需要气闸来允许进出空间站。相反，飞船直接与空间站对接，因此两人共享空气，直到他们之间的舱口关闭。这意味着飞行员可以轻而易举地进出SPS 。相比之下，对于合适的太空行走者来说，离开并返回母舰需要对气闸进行抽气以退出，然后再将气闸抽气以重新进入。鉴于抽气永远不会完全有效，这不可避免地会泄漏车站的部分空气供应。
另一个关键区别是航天器可以在大气压下运行。然而，将西装加压到这种程度会增加其刚度，使其手套特别硬，以至于无法用于手动任务。因此，宇航服内的压力通常保持在大气压的三分之一左右。但是，如果使用标准空气，这将无法为宇航员呼吸提供足够的氧气。所以用纯氧代替。
因此所涉及的压力下降的一个后果是减压病的风险，其中氮气以痛苦和危险的气泡从血流中出现。因此，在穿上衣服之前，太空行走者必须进行所谓的纯氧预呼吸，以清除血液中的氮。纯氧气氛也是火灾隐患。这不是理论上的风险。三名阿波罗宇航员在地面测试中被大火烧死，因为他们的太空舱中有这样的气氛。
领导 Genesis 的SPS工作的 Brand Griffin 表示，宇航服也带来了第三个安全隐患。他说， SPS上的屏蔽层可以防止快速移动的碎片和会刺穿西装的微流星体。如果发生这种情况，太空真空会导致宇航员的体液蒸发。航天器的另一个优点是，如果飞行员因某种原因失去能力，其推进器可以远程控制并与母舰对接，比将太空行走者拖回气闸更容易。
微型航天器的缺点是价格。根据 Genesis 的说法， SPS将花费近 7000 万美元——大约是宇航服价格的四倍。但较低的运行成本可能会弥补这种前期支出。包括为穿上它的宇航员调整西装（因为它们不是定制物品）、穿上和脱下以及在使用后对其内部进行消毒等任务，在国际空间站上进行一次太空行走需要大约 63 小时的劳动，这还不包括在内游览本身。要了解其中涉及的费用，请考虑美国宇航局宇航员在国际空间站上的服务的收费率为每小时 130,000 美元。 Blue Origin 是 Orbital Reef 背后的推动者，他认为，一旦考虑到这些成本， SPS最终将成为更便宜的选择。
无论如何，适合的太空行走是如此危险，以至于美国宇航局不鼓励计划中的商业空间站（如轨道礁）的运营商参与其中。对于太空游客来说，无论体验多么令人眼花缭乱，舱外郊游都是不可能的。 Blue Origin 高级开发项目负责人 Brent Sherwood 说， SPS将改变这一点。他预见到“旅游证明”的自动游览作为太空旅行套餐的一部分。
高级时装
但是，即使它按预期工作， SPS也不会终止对宇航服的需求。 Gateway 是一个绕月轨道的国际空间站，计划于 2024 年 11 月之后的某个时间开始组装，它的设计目的是让人们穿着西装外出，而不是单人太空船。轨道礁将，就其本身而言（尽管NASA持怀疑态度），支持合适的太空行走以及SPS 。毕竟，该系统尚未证明自己。
此外，宇航服技术人员还有其他想法。例如， ILC Dover 计划通过脐带提供生命支持来简化适合的太空行走。该公司业务发展主管丹克洛普表示，这将限制流动性，但会大幅削减成本。 “西装港”也很有前景。有了这些，宇航员将爬上连接在车辆外部的宇航服后面。太空服和飞行器密封后，可以像SPS一样在不需要气闸的情况下拆卸太空服。
应该承认，悬停在所有这一切之上的是人类的太空行走和月球行走是否真正实现了机器人（远程控制或完全自主）无法实现的任何事情的问题。然而，提出这个问题就是在挑战载人航天飞行的全部原因。那永远不会，不是吗？
原文： https://www.economist.com/science-and-technology/spacesuits-are-showing-their-age/21808842