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。     

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。     

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。     

美俄航天员舱外活动航天服

美俄航天员舱外活动航天服俄罗斯为和平号空间站上航天员制作的站外活动用航天服（左）和美国为航天飞机上航天员制作的舱外活动用航天服（右）美国《航空航天技术》周刊的编辑詹姆斯·Ｒ·阿斯科分别试穿俄罗斯的航天服（左）和美国航天服（右）美俄航天员舱外活动航天服...     

舱外活动期间多普勒监测仪的可行性

舱外航天服技术要求减小周围的压力，以方便航天员进行舱外活动。航天服的压力仅为30-40kpa（根据所用航天服的种类），这可能导致航天员出现减压病（DCS），这主要是由于航天员在标准大气压下呼吸正常空气而使氮气溶解到他的器官中而造成的。相对于航天服压力来讲，过量的氮气会在体液或组织中形成气泡，由此造成潜在的危险结果，即减压病的综合症状。     

什么是模拟失重水槽

航天员出舱活动是载人航天的重要技术组成部分,通过出舱活动,航天员可以进行航天器的在轨维修和故障排除、有效载荷的布放、回收和在轨维修以及大型航天器（如空间站）的在轨安装构建等任务。这些任务的完成需要航天员穿着舱外航天服在空间失重环境下进行。失重状态下人的运动和作业方式与在地球表面的重力状态下完全不同。为了完成这些出舱活动任务,航天员必须熟练掌握失重状态下运动和作业的规律和技巧,需要通过地面上模拟的失重环境对航天员进行大量的训练。     

用于“和平”站计划的舱外活动航天服的改进

１９７７年以来，半硬型的舱外活动（ＥＶＡ）航天服就用于俄罗斯航天站的出舱活动任务中。目前，在和平（ＭＩＲ）航天站计划中，航天员使用了奥兰－ＭＤＡ－是奥兰半硬型ＥＶＡ航天服的最新改进型。在使用奥兰型航天服的过程中，俄罗斯人获得了大量的经验，证明了半硬型结构的ＥＶＡ航天服的各种优点，其特点是穿脱均通过航天服背包上的一个铰链门，背包里装有生命保障系统（ＬＳＳ）。航天员使用后，对外壳设计和ＬＳＳ组件提出了     

俄罗斯舱外航天服防护材料相关技术研究

舱外航天服是航天员出舱活动所必须个体防护系统，具有为航天员提供生命保障的功能。在空间特殊的环境中，如高真空、极端温度交变环境、微流星和空间碎片、各种辐射等，舱外航天服外层材料必须有特殊的防护功能。     

登陆小行星从海底起步

除了家园地球之外，人类仅仅登上了月球这一个天体，并计划着登陆火星。此外，美国航宇局还设想在不远的将来能够登上一颗近地小行星。不过，登陆小行星可能会比登陆火星更加困难。难点在于两个方面，一个是引力环境。月球的引力只有地球的六分之一，所以阿波罗登月的航天员在月球上是蹦跳着行走的。而小行星的引力如何呢？     

舱外航天服的工效学问题及其研究方法

阐述了舱外航天服在航天员出舱活动(EVA)过程中的作用、舱外航天服工效设计对保障航天员生命安全和EVA质量的意义，以及航天服设计必须考虑的各类因素。并在此基础上探讨了航天服设计研究的主要手段与方法，强调了现阶段利用虚拟人体进行舱外航天服工效学分析的可行性。     

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     

设计月球和火星任务用的智能航天服

“阿波罗”计划航天员在月面14次舱外活动（EVA）中得到了监测其安全及健康的地面保障大军的真正支持。倘若对EVA的后勤、距离以及次数都是预测好的,那这对于未来在月球和火星上的EVA可是不可能的。未来的航天服必须非常智能化而不再依赖地面保障。下一代航天服可使用本文描述的两套软件系统来实现这个目标：LEGACI（生命保障,测定导引算法和消耗品询问应答机）和VIOLET（生命保障和探究跟踪语音启动执行机构）。这些虚拟指南利用一套生物传感器和舱外航天服内的通信设备、电子设备、信息学软件一起传送的实时数据,提供EVA现状、生命保障消耗品、生理特性和安全情况的即时信息。此系统正在美国航空航天局约翰逊航天中心正在实施的整套航天服测试计划中接受评估。本研究提供的是这次系列测试的数据和结果。     

太空行走100问（十五）

太空行走风险（下） 84．在太空行走中最容易发生故障和问题的是航天员的什么装备？有何经验教训？ 对国外航天员在太空行走中发生的故障和问题进行统计和分类,得出太空行走中的故障分类表（见表1）,因为在太空行走中发生故障和问题最多的是舱外航天服,再对舱外航天服的故障进行统计和分类,又得出舱外航天服故障分类表（见表2）。     

“海鹰-M”航天服的辐射防护性能

为了评价航天服的辐射防护性能,对国际空间站轨道上进行舱外活动的一系列人体重要器官的衰减剂量进行计算。所得结果可以用来对在近地轨道穿着“海鹰-M”航天服工作的航天员进行较准确的辐射风险评估。“海鹰-M”航天服辐射穿透数据研究的计算方法可以用于确定即将进行舱外活动航天员的重要器官辐射剂量.     

舱外活动前后航天员营养的一些观点

要求实现航天员营养最佳化的一个关键是，在飞行的最重要阶段和在舱外活动期间航天员食品结构状况。舱外活动包括各种形式在空间站表面上的工作，从科学试验到各种装置和设备的维修与安装。除了舱外活动期间微重力的影响，出舱活动的乘员还受到低压减压和航天服环境内氧分压增高的影响。舱外活动严重的医学问题是身体应激和情绪应激。除了作业量的增加而要多消耗能量外，     

对新型航天服背入式穿脱系统的评估

舱外活动（EVA）期间的工作能力取决于航天员穿着的航天服，能够快速、安全地穿上航天服，这种能力对于使EVA有效时间最大化是至关重要的。独立穿着航天服的能力也是必需的，航天服的灵活性限定了工作空间的包络面。适宜的活动性也同样是最大化有效EVA时间所必需的，     

航天员的衣橱

载人航天初期，先驱们在短期飞行时从起飞到降落始终都穿着航天服。而在长期飞行阶段，乘坐“联盟”号飞船的航天员们只有执行动态（发射、降落、对接）作业时才穿当时的“隼”航天服。俄罗斯航天员从空间站出舱进行舱外活动时使用“奥兰”航天服。空间站上的航天员们多数时间都是穿着地面上的衣服（航天服里面是普通内衣）。     

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。     

俄罗斯“出舱-2”训练模拟器

人类在太空进行舱外活动无疑是世界航天领域的优秀成果之一。航天员穿着专门的航天服进行舱外活动时，可以完成各种试验和研究，并在载人航天器的外表面进行安装和修理工作。前苏联和美国的航天事业始于1964-1965年，苏联航天员阿列克谢·别昂诺夫进行了人类首次舱外活动，为后来的航天员舱外活动训练积累了大量经验。[第一段]     

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。