如今,宇航員可以穿兩種類型的宇航服。其中一套是一套精美的飛行服,旨在保護(hù)機(jī)組人員在升空和重返大氣層期間免受意外減壓。另一種是俄羅斯和美國用于艙外活動(dòng)的全壓服(EVA),自20世紀(jì)80年代初以來一直沒有改變。
盡管SpaceX 和波音公司已經(jīng)開發(fā)了一些新型應(yīng)急服,但EVA 宇航服技術(shù)仍然只比阿姆斯特朗和奧爾德林1969 年首次踏上月球時(shí)所穿的宇航服領(lǐng)先一小步。
值得稱贊的是,現(xiàn)代太空服是令人驚嘆的裝備。雖然看起來像是一件笨重的衣服,但宇航服無異于一艘人形的宇宙飛船。就像航天器一樣,它可以讓佩戴者保持生命,并提供免受真空、熱、冷和輻射的保護(hù),有些甚至還具有推進(jìn)系統(tǒng)。最重要的是,該套裝還是可移動(dòng)的。
令人煩惱的是,宇航服距離真正舒適或高效還有很長的路要走。原因之一是宇航服必須含有足夠壓力的空氣來支撐穿著者。不幸的是,這會(huì)將這套宇航服變成一個(gè)海星形狀的氣球,像汽車輪胎一樣難以彎曲。為了克服這個(gè)問題,該套裝的接頭由一系列恒定體積的波紋管組成。當(dāng)這些環(huán)彎曲時(shí),空氣從一側(cè)轉(zhuǎn)移到另一側(cè),導(dǎo)致關(guān)節(jié)彎曲。
到目前為止一切都很好,但這些關(guān)節(jié)不舒服,需要努力才能彎曲,當(dāng)宇航員停止施力時(shí),它們想要彈回原來的位置。德克薩斯農(nóng)工大學(xué)團(tuán)隊(duì)的想法是用軟機(jī)器人執(zhí)行器取代這些風(fēng)箱,該執(zhí)行器完成大部分工作,以將關(guān)節(jié)保持在所需位置,并使宇航服更舒適地貼合。
研究人員目前正在研究機(jī)器人膝關(guān)節(jié)的原型,并針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)服裝和裸體進(jìn)行移動(dòng)建模。他們發(fā)現(xiàn),執(zhí)行器可以在火星任務(wù)中節(jié)省大量卡路里,并讓宇航員在工作時(shí)減少出汗。
研究人員的最終目標(biāo)是將這些軟機(jī)器人執(zhí)行器集成到帶有集成傳感器的自愈式全身太空服中。新套裝將提供額外的機(jī)械反壓(MCP)。這將使該宇航服的工作氣壓僅為傳統(tǒng)宇航服的四分之一。這不僅會(huì)使?jié)撍┲孢m,而且還可以降低減壓病的風(fēng)險(xiǎn),并減少在穿上潛水服之前預(yù)先呼吸純氧的需要。
“想象一下穿著非常緊身的Under Armour 或非常緊身的打底褲,”研究生Logan Kluis 說道。 “對(duì)你的壓力將取代或補(bǔ)充氣壓。因此SmartSuit 的想法是,它將同時(shí)使用機(jī)械壓力和氣壓?!?
這項(xiàng)研究發(fā)表于《航空醫(yī)學(xué)與人類表現(xiàn)》。