國際高中生背景提升之“太空”科研項目

上周 NASA 對外發(fā)布了新一代宇航服,預(yù)計將裝備阿爾忒彌斯計劃中重返月球的宇航員。新款宇航服通體黑灰色而非以往印象中的白色,在各路媒體的宣傳當(dāng)中,它將更適用于女性和其他有色人種。

其實,根據(jù)宇航服研發(fā)公司Axiom Space的解釋,發(fā)布會上的黑灰色版本只是出于宇航服面料技術(shù)保密的需要,真正要穿上月球的版本仍然會是白色的。媒體們渲染的更適用于女性和少數(shù)族裔其實是指:提高宇航服可活動性的同時,能讓大部分普通美國人都穿得進(jìn)去。

雖然現(xiàn)在的宇航服每一套都是航天工程專業(yè)的技術(shù)結(jié)晶,但最早的宇航服看起來就像是特攝片里“粗制濫造”的道具,60年前的宇航員們常常穿著一身“錫箔紙連體衣”就要去征服太空。
從“錫箔紙”到“南瓜服”,你知道征服太空的宇航員們都穿過哪些“奇裝異服”嗎?
水星計劃
The Mercury Project

NASA 第一項載人航天的水星計劃,宇航服看起來就像是一套錫箔紙做的連體衣,因為這套宇航服本來是為 SR-71、U-2 等高空戰(zhàn)斗機飛行員設(shè)計的增壓服。
當(dāng)時 NASA 需要一套壓力服來保護(hù)宇航員,以防宇航員在太空真空環(huán)境中突然減壓,于是就選擇了這套裝備。
每位宇航員都有三件壓力服:分別用于訓(xùn)練、飛行、備用,總共花費 20,000 美元(16,500 英鎊)。

2.0版本的水星宇航服對初版做了一系列的改進(jìn):更換新的呼吸系統(tǒng);改用鋁涂層尼龍外殼來控制溫度;手套改用4個可彎曲指關(guān)節(jié)以增加控制性。
盡管存在部分不盡如人意的地方,水星系列宇航服在所有發(fā)射任務(wù)中均表現(xiàn)出了優(yōu)秀的可靠性。
雙子座計劃
The Gemini Project

為了解決頑固的控溫問題,雙子座計劃直接將一臺便攜式空調(diào)通過軟管連接到宇航服上。

“雙子座2.0”外殼加入了更多隔熱涂層材料以解決太陽直射或陰影下的控溫問題。頭盔面板換裝更高強度的聚碳酸酯塑料,增加可拆卸的遮陽板。

“雙子座特別版”只在雙子座7號任務(wù)中使用過。宇航服外觀發(fā)生了很大的改變,延續(xù)多年的“錫箔紙”被取代。頸環(huán)式的頭盔被兜帽式取代,內(nèi)置了通信耳麥和話筒。
阿波羅計劃
The Apollo Project

阿波羅計劃的初版宇航服仍然采用了傳統(tǒng)尼龍外殼,但阿波羅1號的火災(zāi)事故造成了三名宇航員在地面測試中喪生,NASA 遂決定改用玻璃纖維材料制造新的宇航服。

阿波羅宇航服以其“噴氣背包”設(shè)計而聞名,是 NASA 最著名的宇航服,同時也是人類首次登月時阿姆斯特朗所穿的宇航服。
整套艙外機動裝置 (EMU) 由增壓服套裝和便攜式生命支持系統(tǒng)(背包)組成。后者用于阿波羅 7 號到 14 號的任務(wù)。
航天飛機
Space Shuttle

最出名的航天飛機宇航服無疑是橙色的“南瓜服”,但1981 年 4 月 12 日第一次航天飛機任務(wù)時,宇航員約翰·楊和羅伯特·克里彭穿的并不是南瓜服。由于兩人機組沒有出艙計劃,他們實際上只穿著上面這套緊急彈射逃生服。
載人機動單元
MannedManoeuvring Unit

MMU,Manned Manoeuvring Unit?與其說這是一套宇航服,不如說這是一整套宇航員推進(jìn)裝置。利用標(biāo)志性的氮氣噴射裝置,它可以幫助宇航員實現(xiàn)真正意義上的艙外太空行走。
1984年宇航員布魯斯·麥坎德利斯二世利用 MMU 完成了航天史上第一次無繩太空行走,他冒險飛離挑戰(zhàn)者號航天飛機98米遠(yuǎn)的地方,并從容的留下了上面這張著名的照片。
南瓜服
Pumpkin Suit

LES,Launch Entry Suit?橙色的南瓜服是出現(xiàn)在鏡頭中最多的航天飛機宇航服。NASA 擔(dān)心宇航員返回地球后降落在海面上,為了便于救援人員搜救故而采用了醒目的橙色。

ACES,Advanced Crew Escape Suit和 LES 看起非常的相似,區(qū)別在于 LES 屬于分壓服而 ACES 屬于全壓服。該型宇航服一直沿用到2011年亞特蘭蒂斯號執(zhí)行的最后一次航天飛機任務(wù)。

從1984年到2011年,NASA 進(jìn)行了135次航天飛機發(fā)射任務(wù)。但因為高昂的發(fā)射成本和逐年遞增的安全風(fēng)險,在亞特蘭蒂斯號完成最后一次任務(wù)后NASA的載人航天隨即陷入低潮。
如今重返月球的阿爾忒彌斯計劃重啟,NASA準(zhǔn)備在2025年一口氣解鎖第一個登月的女性、第一個登月的非白人、第一次前往月球南極三大成就。
但愿剛剛發(fā)布的“新皮膚”能給將要踏上征途的宇航員們帶來好運~
今日“太空”科研
01
機械工程、土木工程、結(jié)構(gòu)工程、機械工程、航空航天工程、生物工程等專業(yè)的學(xué)生;對可展結(jié)構(gòu)器械設(shè)計與研究感興趣的學(xué)生;學(xué)生需要具備基礎(chǔ)數(shù)學(xué)、工程力學(xué)基礎(chǔ)

02
機械工程、車輛工程、生物工程、航空航天工程、海洋工程、等工程類等專業(yè)或希望修讀相關(guān)專業(yè)的學(xué)生,高中生需要具備扎實的物理與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。

03
天體物理、天文學(xué)、地球物理與行星科學(xué)、星系宇宙學(xué)、地球系統(tǒng)科學(xué)等專業(yè)或者希望修讀相關(guān)專業(yè)的學(xué)生。需要具備基礎(chǔ)物理基礎(chǔ)。

04
物理、天文、數(shù)學(xué)等理科專業(yè)或者未來希望修讀相關(guān)專業(yè)的學(xué)生;對宇宙、天體物理充滿熱忱的學(xué)生;學(xué)生需要熟悉微積分、數(shù)值方法、概率論、古典力學(xué)知識、Python編程基礎(chǔ)

Resource:
Daily Mail,?The evolution of the SPACESUIT,https://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-11868525/How-NASAs-spacesuits-changed-years.htmlThe Guardian,?Nasa reveals new spacesuit for Artemis moon landing,https://www.theguardian.com/science/2023/mar/16/nasa-reveals-new-spacesuit-for-artemis-moon-landingThe Verge,Here’s the new spacesuit that astronauts will wear when they return to the Moon,https://www.theverge.com/2023/3/15/23641727/nasa-astronaut-spacesuit-artemis-iii-moon-axiom-space
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