俄罗斯火星任务航天服的设计构想

20世纪90年代随着火星探测的升温，一些国家开始火星任务航天服的研制工作。当时，俄罗斯也致力于火星飞行方案及医学研究的论证，尽管财力不足，但“星星”公司仍进行了火星航天服的研制工作，提出了具有本国特色的火星航天服的设计理念。“星星”公司在轨道航天服研制和使用方面积累了丰富的经验，在研制行星航天服时，主张刮用开发现有经睑和现有产品的使用能力。但完全将轨道航天服作为行星航天服是行不通的，因为两者的任务要求是不同的。未来行星航天服可采用半硬式结构，由于“海鹰”型轨道航天服具备相对较高的灵活性，因而其衣袖和手套原型完全可以用于火星航天服。火星航天服的主要特性是保障航天员在行星表面的行走能力等，下肢灵活性极为重要。因而，在火星航天服的研制初期，应主要关注其下体部分及其灵活性的设计。基于这种理念，本文提出了火星航天服的设计构想。     

用于火星任务的通用航天服方案

本文对一种适用于载人火星任务的通用航天服作了概念性的研究，并就航天服的应用分以下几种情况给予讨论：·星际飞行阶段及火星轨道运行阶段舱外活动的能力；·火星表面的舱外活动；·在下降／上升和交会过程中的穿着模式。本文对于舱外活动期间各种情况和条件以及对于航天服设计需求进行了讨论。高度的可靠性、有效性、安全性、维护性和适用性是选择航天服设计方案的主要考虑。     

月球和火星任务航天服使用需求与系统方案评估

为了保障NASA“太空愿景”（VSE）的完成，需要将人类送往月球和火星，其中包含了多种作业环境，在这些环境中航天员需要穿着舱内或舱外航天服。NASA提出了4种候选航天服体系结构，包含了从飞船发射、进入到微重力和行星表面舱外活动（EVA）保障任务高效完成的航天服数量和类型。本文进行的研究旨在确定VSE任务组成部分中航天服的使用和功能需求，确定当时的技术设计驱动因素，并为分析4种体系结构建立了相关权重因数。分析提出了对4种体系结构的选择建议。     

适于先进航天服扩展性能测试的中性浮力技术

介绍 航天服设计是一个不断发展的领域，其目的是进一步提高航天员在太空或行星表面上的工作能力。随着与国际空间站（ISS）有关的舱外活动（EVA）大量增加，为改进美国航天飞机舱外活动装备（EMU）和俄罗斯“奥兰”航天服提供了一个持续不断的推动力。同样，火星载人飞行和重返月球任务提供了研发先进航天服系统的契机。     

美国新型航天服一览

美国当前的航天服已经使用了超过25年，面临着明显的老旧问题。这种航天服不能适应月球和火星表面环境，也不能保障长期任务的后勤需要。前些年，为了保障布什总统的“太空探索构想”和NASA的“星座计划”，美国开始研发适合任务需求的新型航天服。     

星际航天服新型防热材料研究

本研究的对象是柔性纤维骨架的气凝胶复合材料，研究目的是开发未来月球火星航天服的防热材料。在高、低真空状态下，骨架纤维硅气凝胶复合材料（FSACF）的高柔性和良好的防热属性使之成为未来航天服最有可能使用的候选防热材料。本文首先介绍了保持热性能的情况下这些气凝胶复合材料的耐久性（机械循环测试）研究。研究显示，在25万次机械弯曲循环测试之后，其中一些气凝胶材料保持了大部分防热性能。本文也调查了将这些柔性气凝胶复合材料整合入目前航天服部件中的问题。对不同类型气凝胶航天服部件方案进行热传导性评估，以确定在月球和火星环境下，可能具有最佳总热性能的防热敷层概念。还讨论了应用这些气凝胶材料，减轻硅材料受灰尘污染问题的潜在解决方案。     

未来航天服上躯干结构的系统考虑

NASA2005年公布了探索规划，计划2014年前完成乘员探索飞行器（CEV）的开发和实际飞行，于2020年返回月球，而后则逐步抵达和探索火星。舱内活动（IVA）航天服系统需要在发射入轨和任务中止的情况下为乘组提供舒适的防护功能。舱外活动（EVA）航天服系统将需要提供从CEV进行可能的零重力EVA和探索月球及火星的登陆EVA。当前正在研究一种两类航天服体系结构的定义，即IVA和EVA航天服，IVA航天服用于CEV发射、再入和应急EVA，EVA航天服则仅为月球表面灵活航天服。一个重要的考虑事项是早期CEV和随后登月航天服之间的通用性水平．其中一个概念是航天服上躯干构造的最大通用性。 上躯干是航天服的基础。上躯干支撑了生命保障系统、显示和控制系统、头盔安装，提供穿脱口、肩部和腰部灵活性关节结构。因此上躯干结构对生命保障构造、穿脱能力、质量和体积、航天服尺寸和航天服性能（特别是视野、灵活性、舒适性）具有重要影响。需要最先考虑的是上躯干材料．历史上，硬上躯干（HUT）是由铝或复合材料制成，软上躯干（SUT）是由双层（涂胶和非涂胶）织物构成的。结构方案包括腰入式、背入式和拉链锁闭式．上躯干结构是早期CEV和后期登月探索航天服系统定义的关键推动因素． 本文提供了对可能的“星座计划”需求、现有上躯干结构和候选材料的评估．本文还讨论了为了满足计划目的，当前ILC Dover正在开发的I-Suit软织物上躯干．通过比较研究评估建议软织物上躯干与“星座计划”航天服相同，能够为满足计划目的提供最佳性能保障．     

一种用于行星探索的先进EVA系统

汉密尔顿标准公司一直致力于ＥＶＡ方案的研究，这是由ＮＡＳＡ为２１世纪初的载人火星探索设计参考任务的要求而进行的。方案使用了机器人支持小车，它使航天服和生保系统更为简单，轻便。它与火星资源结合使用，已经显示出能满足任务需求的潜力。目前的工作包括：初期设计研究、分析和制造一个功能模型，包括压力服，生保系统、服装穿着支架和支持小车。本文描述了ＥＶＡ系统方案、初期设计分析结果、模型系统测试及一些相关的问题     

在月球／火星重力环境下航天服的活动性评价

人们所预想的以及正在由美国国家航空及太空总署（NASA）计划的未来去月球和火星的人类探险任务，将包括广泛的这些星体上进行的舱外活动（EVA）。为了月球和火星的恶劣环境下工作和进行科学探险活动，航天员穿着防护性的航天服组件是必要的。在大量的舱外活动期间，首要考虑的就是在维持工作的有效性水平及航天员相对舒适的同时，需要提供加压航天服必要的适当的活动性特点。KC－135系列飞行器低重力飞行示范就是为了评价在模拟月球（1／6地球引力）和火星（0．37倍地球引力）环境下，阿波罗、航天飞机、MK－Ⅲ先进技术模型航天服和一般活动性能特性。     

航天服靴子对比试验

为了保障行星舱外活动（EVA）系统技术、硬件和开发，NASA／约翰逊航天中心先进航天服技术实验室已经进行了一系列野外作业。作业的目的在于搜集资料和在月球／火星相似地形下通过观测身着航天服的试验对象进行典型的行星表面舱外活动积累经验。试验过程中，可以发现当前用于行星登陆的航天服靴子设计存在的不足之处。     

“星座”计划航天服方案和飞船接口

在实施美国航空航天局未来空间探索远景计划时,将要面对大量各种各样的有害环境因素,乘员需要穿着防护性航天服。特别确定了4个需要穿着航天服的任务阶段,分别是发射、入轨和故障应急飞行、零重力（轨道）应急舱外活动、月面舱外活动和火星表面舱外活动。本研究之前进行了体系结构评估,确定了4种备选航天服构造方案的使用需求,本研究以此为基础提供了概念性设计方案。另外,还定义了用于实现航天服和各种“星座”飞船脐带和物理连接的飞船接口要求的子系统,总结了最终的设计服装及部件概念和飞船接口定义。这项工作是在科罗拉多大学2006年秋季学期开展的,是该校研究生的航空航天工程设计课程的一部分。     

先进舱外航天服电子信息和电源系统最新发展概念

在“太空探索远景”项目中,NASA格伦研究中心负责开发下一代航天服的通讯、电子、信息和电源分系统。在未来的月球和火星任务中航天服需要更长时间的工作能力,这存在着大量技术挑战。本文概述了格伦研究中心正在进行的未来舱外活动系统的研发工作概况。     

火星探测方案及关键技术

自人类登上月球之后,下一个要征服的目标将是火星。本文介绍了目前科学家研究出的三种载人火星飞行方案,及美国、苏联和欧空局的载人火星计划,最后提出了载人火星飞行所需解决的关键技术。     

一种舱内/月面兼用登月航天服总体概念设计

航天员在月面驻留与活动离不开登月航天服的保护。文章考虑载人登月任务环境对登月航天服的各种特殊要求后,从满足环境适应性的服装工艺设计角度对登月航天服进行了总体概念设计:应用基于模型的系统工程（MBSE）方法,利用SysML搭建登月航天服模型,采取舱内/月面兼用设计模式;主要对其头盔、躯干主体部分、手套、靴子、生命保障背包,以及安全性可靠性等方面分别开展设计与说明。该设计思路和方案可为我国载人登月以及载人深空探测航天服设计提供参考。     

我和我的航天服

唐·佩蒂特（Don Pettit），NASA航天员，国际空间站第30、31长期考察组任务专家，他通过本文表达了自己对航天服的复杂情感，我们不仅能感受到他对航天服强烈的“敬佩和疼爱”之情，同时也能感受到他对航天服的畏惧，相信他的此番表达也正是说出了所有穿过航天服的航天员们的心声。     

舱外航天服穿说舱的发展

美国宇航局阿姆斯研究中心根据阿姆斯ＡＸ－５型硬式舱外航天服研制了航天服穿脱舱，作为改进的航天服气闸舱支持空间站的舱外眼，大部分参考者提议在月球或火星上由穿脱舱自行变化。最近发现这种服装穿脱舱在地面上第一次实际应用，用来清除有毒和有害物品。ＮＡＳＡ－Ａｍｅｓ有毒清除车的尾部设计了穿脱舱。在实际清毒应用中，穿脱舱有明显的改进：一般防毒服需要脱衣前清除，而使用穿脱舱后就避免了脱衣前的清洗，体现了服装穿脱     

俄罗斯火星载人探测技术现状

火星探测是人类探索太空的重要组成部分。俄罗斯在火星探测方面具有丰富的经验和大量技术储备。文章扼要介绍了俄罗斯火星载人探测技术的发展过程,重点阐述了俄罗斯现阶段火星探测方案和关键部件的研制现状和技术能力,对该方案的可行性进行了分析,并对火星探测技术可能的国际合作方式提出建议。     

火星探测器着陆技术

火星着陆技术是火星探测的关键技术之一。由于火星环境与地球有很大不同,要实现火星探测的软着陆仍具有非常大的挑战性。介绍了各种火星着陆技术方案,对气动减速、控制和着陆缓冲等关键技术进行了分析。     

阿联酋公布首次火星探测任务方案

<正>2015年5月6日,阿拉伯联合酋长国(UAE)公布了阿拉伯世界的首个深空探测任务方案——阿联酋火星任务方案,这是继2014年7月16日阿联酋宣布启动火星探测计划之后的又一重要进展。该方案介绍了阿联酋火星任务的科学目标、探测器构型、任务飞行轨迹和任务团队等内容。一、科学目标阿联酋火星任务将通过研制、发射和运行"希望号"火星轨道器探究火星大气随昼夜和季节变换而发生的动力学     

月球车的视觉和自主导航系统

基于当前对于月球车、火星登陆机器人等的研究结果，介绍了月球车的视觉系统、控制方案和路径规划方法，并提出了对于月球车的控制方案的见解和路径规划的一些方法。