未来太空服：便携式、可变色

未来宇航服示意图：①舒适而具有弹性的“生物服装”②头盔③靴子④硬壳背心⑤便携式生命支持系统

　　国际先驱导报文章 一提到宇航员，人们脑海中的形象是一个身穿臃肿宇航服的人。而科学家正在试图通过改变这样的形象。在不久的将来，我们在电视上看到的宇航员将身穿一种类似紧身衣的轻薄高科技防护服，而且这种太空服还能根据周围环境的不同改变颜色。

　　美国麻省理工学院的研究人员正在研发一套“生物服装系统（Bio－Suit System）”。这种类似“第二层皮肤”的衣服表面，将喷有一层可被有机生物分解的涂层。

　　该涂层能够在布满灰尘的行星环境中保护宇航员。而且，在这种所谓的“第二层皮肤”中，还能嵌入由电力驱动的人工肌肉纤维，以此增强人的力量和耐力。

　　此外，“生物服装系统”中还能内置通信设备、生物传感器、电脑甚至用于太空行走等舱外活动（Extra Vehicular Activity）的攀登工具等。

　　麻省理工学院航空学、太空航空学以及工程系统学系教授达瓦·纽曼说：“我们去月球和火星，并不是为了呆在栖息地里。进行舱外活动才是我们的主要目的。我们需要给宇航服瘦身，让它变得就像是人身上的第二层皮肤一样，从而让宇航员行动自如。”

　　纽曼是“生物服装系统”项目的负责人。这项研究涉及多个领域，旨在校准宇航员的表现、寻找现阶段宇航服设计的改进办法以及为新一代的宇航服寻求新奇的想法。该项目的资金来源于美国宇航局（NASA）的先进理念研究所。

　　
便携生命支持系统

　　纽曼介绍说，“生物服装系统”将由一套紧身服和一个增压头盔组成。正在进行的研究旨在理解、模拟和预测身穿这种宇航服的宇航员在从事所有简单和复杂运动时的各种可能状况。

　　纽曼设想：宇航员穿上根据他/她的体形定制的、具有弹性的“生物服装”后，再套上一层“硬壳”背心。背心上装有一个便携式生命支持系统，给身体提供气体反压力。气压能够自由流入头盔以及通过置于“生物服装”的气管进入手套和靴子内部。

　　纽曼指出，今天臃肿的宇航服对宇航员的活动限制很大，此外，重量和质量也是限制因素。“虽然在重力较小的环境中，那些限制不是大的障碍。但是对于一个先进的、用于月球和火星的探索宇航服来说，灵活性和质量小是极为重要的。”

　　纽曼和她的同事认为，把研究成果转化成能够实际运用的宇航服，关键在于一些技术进展。而制作“生物服装系统”所需的开放式泡沫（open cell foam）材料、记忆合金（muscle wire）等智能材料以及电子编织（electrospinlacing）技术等在过去几年里都发展迅速。

　　
不需额外携带氧气

　　纽曼等人已开始研究一项独特的建模技术，例如采用3D激光扫描人体，然后运用数学建模和结构技巧，计算出人体各部位所受的压力。

　　“生物服装系统”重量小而且容易穿脱。它还能根据宇航员的体形进行定制。激光扫描和电子编织技术让这一点成为可能。

　　另外，先进理念研究所还资助了一项“变色龙服（Chameleon Suit）”的项目，正如项目名称所体现的那样，旨在开发出能够根据环境以及宇航员对温度的要求来改变颜色。

　　“生物服装系统”科学家希望实现的最终目标是，让宇航员与宇航服之间能够实现像人与地球植物那样的共生交互作用：宇航员呼出的二氧化碳和水蒸气，在宇航服内就能被重新转化成为可呼吸的氧气。