SpaceX公布了其执行“北极星黎明”任务的舱外服,如何评价这款舱外服?有什么亮点可以注意?

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說一說我個人的猜測吧、可能設計者從一開始就打算徹底模組化,以EVA服作為核心,視乎任務選擇背包⋯⋯如果需要長時間離船工作、維生系統可以直接整合在機動裝置上面。如果在機械臂工作台上面工作,則可以選擇輕便一點的應急背包(之類),靠延長臍帶連接船體。(待續)

结论:SpaceX舱外宇航服目前的版本的冗余安全性目前还不足够冗余安全性,50年前的阿波罗飞船重型舱外兼登月宇航服的冗余安全性优于SpaceX的舱外宇航服。

这是因为SpaceX的舱外宇航服为了节约重量省去了大量保障安全的设备,导致安全性和冗余程度都不如50年前的阿波罗飞船重型舱外宇航服。虽然50年前的阿波罗飞船重型舱外宇航服结构笨重,但是它的冗余安全设计更加可靠。

spacex的宇航服和NASA经典的阿波罗宇航服相比,SPACEX为了追求减重造成它的宇航服安全性能比NASA经典的阿波罗飞船宇航服安全性低的五个缺陷:

第一个缺陷是用料减少造成防破性能冗余下降。

第二个缺陷是SPACEX宇航服没有带修复工具包,而阿波罗宇航服和其他的舱外宇航服是自带修复工具包的。

第三个缺陷是SpaceX的宇航服独立生存性能不足没有维生背包过于依赖飞船提供氧气热循环和电力 一旦脐带故障SpaceX的宇航服隐患很大。

第四个缺陷是SpaceX宇航服还有不同宇航员之间不能相互救援的缺陷,而阿波罗飞船有RCU可以支持宇航员相互救援。

第五个缺陷是SPACEX宇航服没有外置的显示屏可以告知相邻宇航员自己的宇航服状态,而经典阿波罗宇航服有外置显示屏,可以保证安全性便于相邻宇航员救援。



阿波罗飞船的舱外兼登月宇航服的优点是功能广泛、坚固可靠、穿脱时可由宇航员自主拆卸为多个部分,它的缺点是灵活性相对不高,穿上以后手脚只能摆动很小的角度。

实际上阿波罗的舱内服只是舱外服的内衬一部分,舱外服状态而言舱内服和舱外服其实是一个整体的不同模块。

这种老式阿波罗舱外兼登月宇航服同时具备三个功能:舱内发射和返回再入时使用预防机舱失压、舱外太空行走5小时、舱外月球行走工作5小时。

由于过去了50年,老式阿波罗飞船的很多资料公开在博物馆里面,根据博物馆公开的阿波罗飞船宇航服论文的估算阿波罗飞船老式舱外兼登月宇航服系统重量约为55kg。

由于过去了50年,老式阿波罗飞船的很多资料公开在博物馆里面,根据博物馆公开的阿波罗登月老式宇航服使用手册,使用阿波罗登月宇航服加压模块重量为48LB磅合19.86kg,阿波罗宇航服登月靴重量约为5LB磅合2.3kg,阿波罗宇航服长时间生命保障系统PLSS重量约为65LB磅合29.5kg,阿波罗宇航服衬衣内部还有固体和液体排泄物容器排泄内衬总重量约2lb合1kg。

50年前的阿波罗登月宇航服主要分为三个模块:加压模块PGA、月球靴LB、长时间生命保障系统PLSS、水冷保温与抗过载服系统LCG、含固体和液体排泄容纳内衬的内衬衬衣CWG。

其中加压模块PGA穿在衣服外侧、月球靴LB是外层鞋套、长时间生命保障系统PLSS是最后侧背包、水冷保温与抗过载服系统LCG在内侧衬衣外面、含固体和液体排泄容纳内衬的内衬衬衣CWG在最内侧。

它的工作温度是-178.8--148摄氏度。

根据NASA博物馆公开的50年前的阿波罗登月老式宇航服使用手册,老式阿波罗飞船宇航服构成位置大致如图:

博物馆公开的阿波罗飞船老式宇航服构成位置

博物馆公开的阿波罗飞船老式宇航服主要模块布置:

博物馆公开的阿波罗飞船宇航服主要模块布置

根据博物馆公开的50年前老式阿波罗宇航服教程,内层压力是老式阿波罗宇航服的其中一层形态,双层压力服加上外层防月尘服以后的重量为43lb磅合19.86kg。

根据博物馆公开的50年前老式阿波罗宇航服教程,内层压力是老式阿波罗宇航服的其中一层形态

根据NASA博物馆公开的50年前的阿波罗登月老式宇航服使用手册内层压力服内部会预留大量供氧与二氧化碳处理设备接口。

根据NASA博物馆公开的50年前的阿波罗登月老式宇航服使用手册内层压力服内部会预留大量供氧与二氧化碳处理设备接口。

根据NASA博物馆公开的50年前的阿波罗登月老式宇航服使用手册这种老式阿波罗宇航服压力服的承压结构由承压力轴承组成。

根据NASA博物馆公开的50年前的阿波罗登月老式宇航服使用手册这种老式阿波罗宇航服压力服的承压结构由承压力轴承组成。

根据NASA博物馆公开的阿波罗登月老式宇航服使用手册阿波罗宇航服压力服加压模块压强为0.5个大气压的氧气。不用氮气填充可以降低压强和重量。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册阿波罗宇航服压力服加压模块压强为0.5个大气压的氧气。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册PSA加压模块由加压头盔与躯干、关节和加压手套与加压鞋模块组成,每个躯干、关节和加压手套与加压鞋模块单独模块本身是可以拆卸的。PSA模块就是通过拆卸各个模块实现宇航服穿脱的。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册PSA加压模块由躯干、关节和加压手套与加压鞋模块组成,每个躯干、关节和加压手套与加压鞋模块单独模块本身是可以拆卸的。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册PSA模块的关节轴承是用加压大口径金属管道制成的。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册PSA模块的关节轴承是用加压大口径金属管道制成的。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册PSA的加压手套主结果结构是一个由多个加压软管与加压软管轴承气密拼接组成的结构。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册PSA的加压手套主结果结构是一个由多个加压软管与加压软管轴承气密拼接组成的结构。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,阿波罗登月服加压服PSA的躯干与手套的分层由防辐射层、填充保温层、加压层与防火层四层组成。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,阿波罗登月服PSA的分层由防火层、防辐射层、加压层、填充保温层四层组成。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,阿波罗登月服的加压服PSA的气体与液体接口是有定位锁和密封的深度小、较薄的带定位锁扣的气密阀门。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,阿波罗登月服的加压服PSA的气体与液体接口是有定位锁和密封的深度小、较薄的带定位锁扣的气密阀门。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册阿波罗宇航服的加压服往内的中间层为水冷保温与抗过载服LCG。水冷保温与抗过载服LCG兼具保温与抗过载两个功能。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册LCG的水冷保温功能在温度低时电加热冷却水使得宇航员保持在舒适体温,在温度高时通过循环散热避免宇航员中暑。

LCG的抗过载功能与常规飞行服类似,宇航服LCG通过水腿部加压实现抗过载功能,它和传统飞行抗过载服的区别是传统抗过载服使用空气作为加压介质,LCG使用冷却水作为加压介质。在发射过程中阿波罗宇航服的抗过载功能会启用。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册水冷保温与抗过载服LCG兼具保温与抗过载两个功能。


根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册LCG的水冷保温功能在温度低时电加热冷却水使得宇航员保持在舒适体温,在温度高时通过循环散热避免宇航员中暑。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册PSA的加压头盔由多层材料组成,内层有多层加压材料和一层可以掀起的遮光材料。

PSA的加压头盔采用多层加压结构是为了避免单层加压结构破裂造成头盔泄压,增加加压头盔安全性。PSA加压头盔最外层遮光结构用于遮挡紫外线和其他辐射与过强光照保护宇航员的眼睛。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册PSA里面是LCG液体服,LCG里面就是宇航服的内衣内衬CWG。CWG内衣是包括了前后两个排泄容器的装置,CWG内衣前排泄容器是大容量吸水性尿不湿,CWG内衣后排泄容器接有导管和粪便容器。

宇航员可以在仓外行走时在宇航服里面CWG通过前后两个排泄容器进行应急排泄。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册PSA的加压头盔由多层材料组成,内层有多层加压材料和一层可以掀起的遮光材料。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册宇航员可以在仓外行走时在宇航服里面CWG的前排泄尿不湿容器排泄950cc容量,可以在后部固体排泄物容器排泄1000cc容量。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册宇航员可以在仓外行走时在宇航服里面CWG的前排泄尿不湿容器排泄950cc容量。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,PSA的加压头盔与主加压服之间,通过气密旋转接口和定位搭扣,固定内层通讯保温头盔与PSA躯干部分上面的线缆连接点的综合插口。穿戴时头盔线缆综合插口通过定位搭扣固定避免PSA外层头盔挂到内层通讯保温头盔通讯线路。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册PSA的加压头盔与主加压服之间通过气密旋转接口和定位搭扣上面的线缆综合插口连接。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,阿波罗登月服的加压服PSA的加压头盔在穿戴时头盔也分为内层通讯保温头盔和外层加压头盔。内层通讯保温头盔先戴上并接好通讯插头,再戴上有气密性的外层加压头盔。内层通讯保温头盔上附有耳机和话筒,内层通讯保温头盔和传统飞行头盔的内层很类似。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,阿波罗登月服的加压服PSA的加压头盔在穿戴时头盔也分为内层通讯保温头盔和外层加压头盔。


根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,阿波罗宇航服内层通讯保温头盔上附有耳机和话筒。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,阿波罗登月服的月球靴LB的分层由橡胶耐磨层、防辐射层、填充保温层、加压层与防火层五层组成。也就是说LB月球靴的层数更多增加了一个最外面的橡胶耐磨层。


根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,阿波罗登月服加压服PSA的月球靴LB的分层由橡胶耐磨层、防辐射层、填充保温层、加压层与防火层五层组成。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,阿波罗登月服的月球靴LB为了保障坚固程度,月球靴使用金属箍避免被岩石划伤,金属箍进一步增加月球靴的鞋底坚固程度。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,阿波罗登月服的月球靴LB为了保障坚固程度,月球靴使用金属箍避免被岩石划伤,金属箍进一步增加月球靴的鞋底坚固程度。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,阿波罗登月服的便携生命维持背包PLSS是阿波罗宇航服最沉重和复杂的部分。根据博物馆公开的报道老式阿波罗宇航服PLSS重量为65lb磅合29kg。

根据博物馆公开的报道老式阿波罗宇航服PLSS重量为65lb磅合29kg。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,阿波罗登月服的便携生命维持背包PLSS分为6个功能模块,6个模块有:电源模块、通讯功能模块、热循环功能模块、氧气与加压功能模块、生命体征监测模块、应急遥控模块。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,阿波罗登月服的便携生命维持背包PLSS分为6个功能模块,6个模块有:电源模块、通讯功能模块、热循环功能模块、氧气与加压功能模块、生命体征监测模块、应急遥控模块。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,PLSS的电源系统是朴实的电池组。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,PLSS的电源系统是朴实的电池组。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,氧气模块通过蒸发液氧提供氧气,使用氢氧化锂LiOH吸收二氧化碳,其实氢氧化钠、过氧化钠或氢氧化钙也可以用来吸收二氧化碳只是需要更多重量。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,氧气模块通过蒸发液氧提供氧气,使用氢氧化锂LiOH吸收二氧化碳,其实氢氧化钠、过氧化钠或氢氧化钙也可以用来吸收二氧化碳只是需要更多重量。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,氧气模块产生的氧气通过导管送到宇航员全身各处形成循环使得其身体感觉舒适。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,氧气模块产生的氧气通过导管送到宇航员全身各处。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,PLSS接入时的水循环系统采取阀门与临时储水器结合的自然散热流动冷却方法。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,PLSS接入时的水循环系统采取阀门与临时储水器结合的自然散热流动冷却方法。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,PLSS后期的型号把氧气系统和PLSS主系统更加细分为了一个模块化背包,避免丢弃PLSS以后出现暂时缺乏氧气的情况。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,PLSS后期的型号把氧气系统和PLSS主系统更加细分为了一个模块化背包,避免丢弃PLSS以后出现暂时缺乏氧气的情况。


根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,PLSS后期的型号把氧气系统和PLSS主系统更加细分为了一个模块化背包,避免丢弃PLSS以后出现暂时缺乏氧气的情况。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,PLSS接入时的水循环系统采取阀门与临时储水器结合的自然散热流动冷却方法,气体与液体共平台但异管路使用散热器自然散热,二者在各自管路通过单向阀门加压,为了避免压力过大两个系统都有应急放气和防水阀门。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,PLSS接入时的水循环系统采取阀门与临时储水器结合的自然散热流动冷却方法,气体与液体共平台但异管路使用散热器自然散热,二者在各自管路通过单向阀门加压,为了避免压力过大两个系统都有应急放气和防水阀门。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,PLSS接入时的通讯系统有两个备份冗余的通信系统,两个系统都有完整的双波段上下行语音通讯能力,两个系统的上下行每个系统都有同时两个波段进行上下行广播,它的天线就在PLSS上面。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,PLSS接入时的通讯系统有两个备份冗余的通信系统,两个系统都有完整的双波段上下行语音通讯能力,两个系统的上下行每个系统都有同时两个波段进行上下行广播。


根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,PLSS接入时的通讯系统有两个备份冗余的通信系统,两个系统都有完整的双波段上下行语音通讯能力,两个系统的上下行每个系统都有同时两个波段进行上下行广播,它们的天线就在PLSS上面。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,PLSS背包还和应急遥控模块RCU相连,宇航服的应急遥控模块挂在宇航员胸前,可以由自己操作也可以由队友操作,应急遥控模块RCU还会显示宇航服氧气剩余量、温度状态与宇航员生命体征的仪器读数,还有氧气系统与散热系统的手动调节开关。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,PLSS背包还和应急遥控模块RCU相连,宇航服的应急遥控模块挂在宇航员胸前,可以由自己操作也可以由队友操作,应急遥控模块RCU还会显示宇航服状态与宇航员生命体征的仪器读数。


根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,PLSS背包还和应急遥控模块RCU相连,宇航服的应急遥控模块挂在宇航员胸前,可以由自己操作也可以由队友操作,应急遥控模块RCU还会显示宇航服状态与宇航员生命体征的仪器读数。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,PLSS背包还和应急遥控模块RCU相连,宇航服的应急遥控模块RCU挂在宇航员胸前。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,PLSS背包还和应急遥控模块RCU相连,宇航服的应急遥控模块RCU挂在宇航员胸前。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,PLSS背包还和应急遥控模块RCU相连,应急情况下另一位宇航员可以把自己的氧气系统、热交换系统与队友同款宇航服的氧气系统、热交换系统相连,使用RCU控制的接口功能对队友进行救援。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,PLSS背包还和应急遥控模块RCU相连,应急情况下另一位宇航员可以把自己的氧气系统、热交换系统与队友同款宇航服的氧气系统、热交换系统相连。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,PLSS背包还和BS生命体征监测模块连接,生命体征监测模块由电极构成,BS通过事先附着在宇航员皮肤表面的电极,BS从而测量电位脉冲变化与连续变化测量宇航员的心肺功能等生命体征信息。

根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,PLSS背包还和BS生命体征监测模块连接,生命体征监测模块由电极构成,生命体征监测模块通过事先安装的电极测量电位脉冲变化测量宇航员的心肺功能等生命体征信息。

最后根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,阿波罗舱外宇航服的正前方肚子腹部处有一个宇航服应急修理工具包,这个工具包里面有宇航服应急修理所需的压力胶带等部件。

最后根据NASA博物馆公开的50年前阿波罗登月老式宇航服使用手册,阿波罗舱外宇航服的正前方肚子腹部处有一个宇航服应急修理工具包,这个工具包里面有宇航服应急修理所需的压力胶带等部件。