MX-2中性浮力模拟航天服的系统概况和使用

美国马里兰州大学航天系统实验室已研发出一种可完全用于中性浮力环境使用的MX-2模拟航天服并对其进行了测试。人穿着这种模拟服在中性浮力研究设施中进行的反复测试表明，这种模拟服可以逼真地模拟实用的舱外活动（EVA）航天服。日常可用它模拟EVA，可模拟相当于当前EVA服的关节限制因素、工作活动范围、以及视觉和听觉环境。改进的手套和靴子、通信头戴装置、服装内置水袋和个人装备更近似于EVA航天服。先进的尺寸调节系统和配平系统允许身高范围在1．73m-1．91m、体重在54．4kg以内的被试穿着体验。此外，集成到服装内的仪器设备可以监控和收集来自服装和被试的关键数据。对液冷服（LCG）出入口温度、心率、气体温湿度的记录为任务之间或被试之间的对比提供定量指标的度量。这些定量测量能够用于研究代谢负荷，并能向测试指导人员发出性能下降、系统故障或生理应急的警告。近期正在应用MX-2服进行大量的EVA研究。其中包括各种级别的人机交互，包括从EVA作业中的灵巧操作者的支持到直接把机器臂集成到服装系统中。MX-2服的设计也促进了双向高频带宽通讯技术的使用，它针对先进控制和显示技术进行实验评估，为穿着被试提供了实时训练和保障。MX-2服是一件非常有价值的装备，为研究人员提供了一种低成本的模拟器，以用它获得EVA模拟经验。这也是未来研究EVA技术的一个很有用的平台。     

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。     

空间站航天服装备的微生物控制

“自由”号空间站（SSF）的建造和使用需要较长时间停留在空间，而且液冷通风服（LCVG）和航天服装备（SSA）气密服需要长期重复使用。由于这些条件需要重新规定微生物的控制程序，所以采用了确定内衣、抗微生物涂层，以及清洁各种航天服部件方案的控制程序。通过使用标准的微生物技术和研究早期的美国航天程序经验，制定了一项基线微生物控制流程，并进行了一系列人穿着SSA测试以确定此流程的有效性。结果表明，使用抗微生物涂层内衣，会改善LCVG的卫生状况，使用消毒剂可以有效杀死SSA气密层上的细菌。此外，在航天服选择区域进行集中强制通风，可显著地降低微生物生存能力。     

舱外航天服实时遥测监督专家系统的研制

引言 NASA航天飞机舱外航天服（EMU）是一个独立的系统，它在出舱活动期间为航天员提供环境保护、机动性、生命保障和通信。EMU为一个综合体，由舱外航天服组件（SSA）和生命保障系统（LSS）共同组成。它所提供的消耗品最多可满足7h出舱活动的要求。SSA是EMU中的加压服。LLS主要由背包系统组成，它包括基本生命保障系统（PLSS）和一个备用氧气包（SOP）。     

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。     

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     

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     

苏联登月航天服的研制历程

本文结合苏联60年代制定的登月计划,比较详细地介绍了登月服从技术任务书的制定到最后人穿着试验的相对完整的研制历程。登月服的主要研制单位“星星”公司,在借鉴舱外航天服的设计思想基础上,经过大量的试验、计算和改进,最终研制出了登月航天员使用的“隼”型登月服和“鹫”型登月服,以趸飞船指令长使用的“海鹰”型航天服。在服装的壳体、关节和生保系统等关键系统的研制上取得了重大技术突破,许多设计思路一直延用至今。     

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．     

一种混合弹性EVA手套的评估

本文阐述了对4000系列美国舱外航天服（EMU）手套和实验中混合弹性航天服手套的评估和比较。由于今后几年在国际空间站（ISS）建造和维护过程中日益增加的舱外活动（EVA），要求手套具有很高的灵巧性和活动性并能最大程度地减小航天员的手部疲劳。手套的设计通常被认为是航天服中最复杂、要求最苛刻的部分，大量报道已证实，上加压手套会引起性能和抓握力损失。更加灵巧的手套要求更低的代谢量，这种发展是今后主要的探索目标。     

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。     

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。     

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。     

机器人航天员——“人马”

“人马”（Centaur）是由NASA约翰逊航天中心机器人系统技术部门，与美国国防高新技术研究计划局合作设计的半人形机器人（如图）。它是机器人航天员（Robonaut）上躯干和4轮机动底部组成的。机器人航天员是人形机器人，其大小和灵活度与穿着航天服的航天员相当。机动底座能够以6km／hr的速度行驶。     

ISS第六代先进EVA手套的发展及验证

简介 航天员能否成功完成舱外活动（EVA）高度依赖于其航天服手套的性能。自从航天飞机工程启动后，基础型的手套设计得到了不断的改进，在航天飞机中使用的EVA手套，最初称为1000系列，至今已经发展到4000系列。在这几代的改进中，材料的发展是最初的着重点。这些材料的变化大幅度提高了手套的性能，但是基础设计、硬件和设计理念都没有显著的改变。     

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。     

揭开“巴斯光年”版新型航天服神秘面纱

2012年12月，NASA在图片共享网站FIickr上展示了美国新一代航天服Z-1原型的造型。该航天服以白色和绿色为主色调，头罩则采用了半球形透明设计，整体造型看上去酷似动画片《玩具总动员》中的主角巴斯光年（BuzzLightyear）。Z-1原型与巴斯光年之间有着怎样的渊源，而其自身又有哪些特性呢？让我们一起来揭开NASA最新航天服的神秘面纱。     

俄罗斯行星航天服的设计展望

本文分三个部分，第一部分简单介绍了前苏枞罗斯研究火星航天服的历史，第二部分介绍火星航天服和轨道航天服研制要求的共同点和差别，并列出了几种火星航天服的整体方案，第三部分介绍了火星航天服的壳体结构和部组件方案（躯干、下肢、靴鞋等）以及航天服和火星车的接口方案。     

AX—5航天服可靠性模型

ＡＸ－５航天服是正在考虑在自由号航天站上使用的全金属舱外活动（ＥＶＡ）航天服，针对这种航天服独特的设计和预计的关节转动要求开发了一个可靠性模型。依据ＮＡＳＡ先进的评价方法，三个ＡＸ－５航天服的组成关节在模拟负载条件下转动。这篇论文将描述这个可靠性模型和转动试验的结果，并利用预计的ＭＴＢＦ对该模型和试验结果进行说明，也包括了在这个预计的ＭＴＢＦ基础上对ＡＸ－５维修结论和寿命周期进行的讨论。