国际高中生背景提升之“太空”科研项目

上周 NASA 对外发布了新一代宇航服,预计将装备阿尔忒弥斯计划中重返月球的宇航员。新款宇航服通体黑灰色而非以往印象中的白色,在各路媒体的宣传当中,它将更适用于女性和其他有色人种。

其实,根据宇航服研发公司Axiom Space的解释,发布会上的黑灰色版本只是出于宇航服面料技术保密的需要,真正要穿上月球的版本仍然会是白色的。媒体们渲染的更适用于女性和少数族裔其实是指:提高宇航服可活动性的同时,能让大部分普通美国人都穿得进去。

虽然现在的宇航服每一套都是航天工程专业的技术结晶,但最早的宇航服看起来就像是特摄片里“粗制滥造”的道具,60年前的宇航员们常常穿着一身“锡箔纸连体衣”就要去征服太空。
从“锡箔纸”到“南瓜服”,你知道征服太空的宇航员们都穿过哪些“奇装异服”吗?
水星计划
The Mercury Project

NASA 第一项载人航天的水星计划,宇航服看起来就像是一套锡箔纸做的连体衣,因为这套宇航服本来是为 SR-71、U-2 等高空战斗机飞行员设计的增压服。
当时 NASA 需要一套压力服来保护宇航员,以防宇航员在太空真空环境中突然减压,于是就选择了这套装备。
每位宇航员都有三件压力服:分别用于训练、飞行、备用,总共花费 20,000 美元(16,500 英镑)。

2.0版本的水星宇航服对初版做了一系列的改进:更换新的呼吸系统;改用铝涂层尼龙外壳来控制温度;手套改用4个可弯曲指关节以增加控制性。
尽管存在部分不尽如人意的地方,水星系列宇航服在所有发射任务中均表现出了优秀的可靠性。
双子座计划
The Gemini Project

为了解决顽固的控温问题,双子座计划直接将一台便携式空调通过软管连接到宇航服上。

“双子座2.0”外壳加入了更多隔热涂层材料以解决太阳直射或阴影下的控温问题。头盔面板换装更高强度的聚碳酸酯塑料,增加可拆卸的遮阳板。

“双子座特别版”只在双子座7号任务中使用过。宇航服外观发生了很大的改变,延续多年的“锡箔纸”被取代。颈环式的头盔被兜帽式取代,内置了通信耳麦和话筒。
阿波罗计划
The Apollo Project

阿波罗计划的初版宇航服仍然采用了传统尼龙外壳,但阿波罗1号的火灾事故造成了三名宇航员在地面测试中丧生,NASA 遂决定改用玻璃纤维材料制造新的宇航服。

阿波罗宇航服以其“喷气背包”设计而闻名,是 NASA 最著名的宇航服,同时也是人类首次登月时阿姆斯特朗所穿的宇航服。
整套舱外机动装置 (EMU) 由增压服套装和便携式生命支持系统(背包)组成。后者用于阿波罗 7 号到 14 号的任务。
航天飞机
Space Shuttle

最出名的航天飞机宇航服无疑是橙色的“南瓜服”,但1981 年 4 月 12 日第一次航天飞机任务时,宇航员约翰·杨和罗伯特·克里彭穿的并不是南瓜服。由于两人机组没有出舱计划,他们实际上只穿着上面这套紧急弹射逃生服。
载人机动单元
MannedManoeuvring Unit

MMU,Manned Manoeuvring Unit 与其说这是一套宇航服,不如说这是一整套宇航员推进装置。利用标志性的氮气喷射装置,它可以帮助宇航员实现真正意义上的舱外太空行走。
1984年宇航员布鲁斯·麦坎德利斯二世利用 MMU 完成了航天史上第一次无绳太空行走,他冒险飞离挑战者号航天飞机98米远的地方,并从容的留下了上面这张著名的照片。
南瓜服
Pumpkin Suit

LES,Launch Entry Suit 橙色的南瓜服是出现在镜头中最多的航天飞机宇航服。NASA 担心宇航员返回地球后降落在海面上,为了便于救援人员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,区别在于 LES 属于分压服而 ACES 属于全压服。该型宇航服一直沿用到2011年亚特兰蒂斯号执行的最后一次航天飞机任务。

从1984年到2011年,NASA 进行了135次航天飞机发射任务。但因为高昂的发射成本和逐年递增的安全风险,在亚特兰蒂斯号完成最后一次任务后NASA的载人航天随即陷入低潮。
如今重返月球的阿尔忒弥斯计划重启,NASA准备在2025年一口气解锁第一个登月的女性、第一个登月的非白人、第一次前往月球南极三大成就。
但愿刚刚发布的“新皮肤”能给将要踏上征途的宇航员们带来好运~
今日“太空”科研
01
机械工程、土木工程、结构工程、机械工程、航空航天工程、生物工程等专业的学生;对可展结构器械设计与研究感兴趣的学生;学生需要具备基础数学、工程力学基础

02
机械工程、车辆工程、生物工程、航空航天工程、海洋工程、等工程类等专业或希望修读相关专业的学生,高中生需要具备扎实的物理与数学基础。

03
天体物理、天文学、地球物理与行星科学、星系宇宙学、地球系统科学等专业或者希望修读相关专业的学生。需要具备基础物理基础。

04
物理、天文、数学等理科专业或者未来希望修读相关专业的学生;对宇宙、天体物理充满热忱的学生;学生需要熟悉微积分、数值方法、概率论、古典力学知识、Python编程基础

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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