一、“星座计划”航天服是美国未来航天服的发展方向美国航空航天局(NASA)为了完成布什总统提出的“空间探索新构想”(VSE)建立了“星座计划”。“星
座计划”要求2012年实现乘员探索飞行器(CEV)抵达国际空间站的载人飞行。完成空间飞行后,CEV将返回地面(只有应急时才进行水上溅落),在任务意外中止的情况下乘组将停留在CEV内。“星座计划”的第一阶段称为“阶段1”。到2018年,CEV将与登月舱(LSAM)组合一体。这是第一次月球着陆的最早日期;目的是在2020年之前实现载人登月。4批乘组将往返月球。月球着陆位置不受航天器返回能力的限制,极地可能会成为月球出舱地点。每年至少两次任务会有助于在2022年建立月球前哨站。“星座”任务的第二阶段成为“阶段2”。月球前哨站任务将帮助发展抵达火星所需的技术。火星任务的则预计为2032年,见图1。
图1“星座计划”航天服需求时间表(注:ISS国际空间站;ACES先进乘组逃生航天服;LSAM登月舱;EVA舱外活动;IVA舱内活动;CEV乘员探索飞行器;EMU美国舱外活动航天服)“星座计划”将需要新航天服来完成“空间探索新构想”的目标。“阶段1”航天服在2012年使用,必须在发射、入轨和任务中止情况下防护乘组。航天服将在非增压情况下穿着,必须穿着舒适。但是在舱内减压的情况下,航天服必须可以增压穿着至少96小时。在应急EVA情况下,航天服必须具有增压灵活性,乘组可以穿着航天服完成从CEV出舱进行的零重力修理、组装或运输车转移工作。“阶段2”航天服在2018年使用,必须提供月球表面EVA能力,以进行月球探索并最终进行月球居住地维修和组装。航天服必须具有长时间使用而不返回月球基地进行维护和修理作业的功能。最重要的环境挑战是月尘和寒冷的温度。现有的航天服系统如图2,包括飞行级别系统,可以满足一些阶段1航天服的要求。图3显示了过去和现在的航天服系统,可以为阶段2航天服提供思路。
f图2阶段1航天服研究基础
图3阶段2航天服研究基础
二、“星座计划”航天服的前期研究先进航天服研究当前的航天服已经使用了超过25年,面临着明显的老旧问题。这种航天服不能与月球或火星表面环境兼容,而且也不能保障长期任务的后勤需要。因此,保障VSE和“星座计划”将需要新EVA航天服以及相关的EVA体系和基础构造。美国这些年一直在进行先进航天服(Adva
cedSpaceSuit)的技术研发,来实现安全、有效和能够负担的EVA计划。所谓先进性,就是能够提供改善的功能性、可靠性和使用性r