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通过X射线技术目睹宇航服内部结构

今天小编为热爱科学的人带来一组图片,这些图片向我们展示了宇航服内部结构。这些X射线图片是史密森国家航空航天博物馆“太空着装”展览的一部分,透过它们,人们可以更清楚地了解宇航员穿着的服装。跟小编一起去看看。


  通过X射线技术,我们可以一睹这套实验用宇航服的内部构造。该宇航服由航空研究公司(Air Research Corporation)生产于1968年,内部具有一系列铝制线圈和管道。


  这些X射线图片是史密森国家航空航天博物馆“太空着装”(Suited for Space)展览的一部分,透过它们,人们可以更清楚地了解宇航员穿着的服装。通过图片、X射线仪和工艺制品,该展览追溯了太空服装在过去六十年里的发展与演变。


  历史学家凯瑟琳·刘易斯(Cathleen Lewis)是博物馆中国际空间站项目的负责人,她解释道,铝制线圈设置在肘部和膝盖的位置,可以使宇航员在增压的宇航服中更方便地移动关节。“肩膀部位使宇航员可以控制空气的移动,限制局部的增压,”她说,“关节的设计目的正是为了自动地控制空气移动。”换句话说,如果没有这些特制的关节结构,宇航员在提起手臂的时候,宇航服会鼓起来,使手臂无法活动。


  据悉,史密森国家航空航天博物馆在华盛顿特区的巡回展览将持续到12月1日,届时该展览将在坦帕、费城和西雅图继续进行。{page_break}


 


  


  这是一套用于测试的宇航服,测试地点是美国航空航天局艾姆斯研究中心的一个真空室——模拟了海拔高度121公里处的外太空环境。宇航员穿上宇航服,接上氧气,然后走入真空室,在那里他们被要求完成重复的,有时甚至令人头脑麻木的动作,如走上走下箱子等,之后技术人员会检查他们的宇航服。


  尽管在20世纪60年代,航天事业才开始不久,但这个真空室已经有了近20年的历史。20世纪50年代早期,美国空军建造了这座真空室,当时空军在飞机上还使用着真空管道。“但许多真空管道都失灵了,”凯瑟琳·刘易斯说,“他们需要找出失灵的原因。”


  国防承包商巨头利顿工业公司——2001年被诺思罗普-格鲁曼公司收购——设计了一个真空室,用于检测真空管为何失灵。为了完成检测,他们首先还必须设计出一套技术人员在真空室内穿着的服装。“空军对这套服装着迷了,”刘易斯说,“甚至在飞机的真空管停止使用之后,他们依然资助利顿工业公司对该服装的研究。当美国航空航天局成立的时候(1958年),他们从空军那里获取了关于这套服装的大部分研究资料。”


  接下来的几年,数百人都在从事宇航服的研究:工程师设计了宇航服,技术人员对其进行测试,制造业者生产了各个部件,其他人组装出最后的成品。“通过X射线很难看出来,其中有些部件是手工缝制的。”刘易斯说。{page_break}


 


  


  这是个1964年设计的头盔,其作用远不止是保护头部。该头盔能在数套宇航服上换用,在颈部的环上还具有滚珠——从这张X射线图上可以清晰看到——这使宇航员能够灵活地向左向右转头。


  “这个头盔密封性很好,它也提供了通讯线路和氧气供应装置,”刘易斯指着头盔中部的深色部分说,“这些部分就是提供氧气的。”还有一些东西不能在X射线图片上显示出来,比如除雾剂。一般除雾剂喷洒在头盔前部,用于避免雾气形成。现在,除雾剂是一种特殊设计的化合物,但是在以前,“他们还用过洗洁精。”刘易斯说道。


  


  为宇航服设计一个恰到好处的手臂并非易事,这部分是因为宇航服内部需要保持一定的压力。“在压力作用下,宇航服很难移动,”刘易斯说,“这需要设计一个容易移动的关节。”工程师们需要确定空气的移动,这样在弯曲手臂的时候,不至于导致另一个手臂突然伸直,或者某个部位膨胀凸起。


  “在水星号和双子座号任务之后,他们一直在寻求改善手臂移动性的方法,”刘易斯说,“宇航员如果想做些有意义的工作,就必须能方便地使用手。”{page_break}


 


  


  这是一只宇航服套,当宇航员行走在月球表面的时候,它可以套在宇航员的鞋子上。刘易斯说:“它们可以使宇航员的脚与外界更好地隔离。”鞋的底部由硅材料制成;鞋的上部是铬和不锈钢制成的材料。在宇航服的手套上也有这些材料,作为额外的保护层,当宇航员在月球表面触碰或踩踏到一些尖利物体的时候起保护作用。


  虽然在每次阿波罗飞船任务中都会用到宇航服套鞋,但只有一双套鞋——图中这双套鞋的一只,来自阿波罗17号飞船——回到了地球。其他套鞋由于返回任务的重量限制,被留在了月球表面。


  


  手套是宇航服中最难制作的一部分。“如果宇航员要到外太空中做一些实质性的工作,那他/她就需要能灵巧地使用工具,”刘易斯说,“而且手套还要求有很好的保护作用。”在灵巧性和保护性之间,需要小心翼翼地保持平衡。


  图中的手套来自阿波罗飞船任务。它看起来似乎没有手指部分,但其实手套的指尖部分由硅材料制成,而硅不会吸收任何射线,因此在这张X射线图上看不到指尖部分。手套下方即腕部位置的环能起到固定作用,使手套在宇航服充气的时候不致飞走。


  “你必须使它与宇航服连在一起,但你也要注意防止出现神经压迫问题,”刘易斯说,“不过,所有的宇航员都抱怨手套的问题,现在依然在抱怨。”

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