科普：一件宇航服的開發(fā)成本是多少？都有哪些組件和供應(yīng)商？
“宇航服的制造很難么？”
目前全球只有美國(guó)、俄羅斯和中國(guó)能獨(dú)立研制宇航服/航天服。
NASA在 2017 年報(bào)告中指出，在過(guò)去的 9 年期間，花了2億美元用于艙外宇航服開發(fā)。自2017年報(bào)告至今，又額外花費(fèi)了2.2 億美元——總計(jì) 4.2 億美元。
美國(guó)宇航局目前的計(jì)劃是在 2024 年 11 月之前生產(chǎn)出前兩個(gè)可飛行的探索艙外移動(dòng)裝置 (xEMU)，但該機(jī)構(gòu)面臨著大約 20 個(gè)月的交貨延遲。
”宇航服這么貴，里面都有啥？“
具體來(lái)看艙外宇航服(xEMU)的系統(tǒng)組件如下圖。
目前NASA的xEMU供應(yīng)商列表如下
目前NASA的xEMU供應(yīng)商列表如下
EDN在NASA的網(wǎng)站上，找到公開的宇航服的不同部位的信息，分享給大家。
主要生命支持子系統(tǒng)（PLSS，Primary Life Support Subsystem）
宇航員進(jìn)行太空行走，最離不開的就是是宇航服上面的生命維持系統(tǒng)PLSS。在不大的背包里面集成了身體機(jī)能檢測(cè)、系統(tǒng)通風(fēng)、二氧化碳清除、熱量交換、水分分離、通信、壓力調(diào)節(jié)器等數(shù)十種技術(shù)設(shè)備，為宇航員提供了在太空行走中生存的必備品。
PLSS 還裝有水冷設(shè)備、一個(gè)循環(huán)氧氣的風(fēng)扇和一個(gè)雙向無(wú)線電。這個(gè)背包中的警告系統(tǒng)可以讓太空行走者知道宇航服是否有問(wèn)題。該裝置覆蓋有保護(hù)布層。
NASA已經(jīng)完成的和計(jì)劃中的xPLSS開發(fā)活動(dòng)。
設(shè)計(jì)驗(yàn)證與測(cè)試（DVT）套裝的裝配經(jīng)歷了許多與xPLSS相關(guān)的技術(shù)挑戰(zhàn)，導(dǎo)致了工期的延誤。
xPLSS 控制器的電路板需要返工以更新警告和警告系統(tǒng)，即控制關(guān)鍵生命支持組件的航空電子設(shè)備。其中一項(xiàng)功能——空對(duì)空探索 EMU 無(wú)線電——更新了一項(xiàng)功能，以確保 xEMU 航空電子系統(tǒng)的任何非關(guān)鍵故障不會(huì)導(dǎo)致通信系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重故障。
宇航員用來(lái)控制所有關(guān)鍵功能的 xPLSS 類似飛行的顯示和控制單元經(jīng)歷了生產(chǎn)延遲。 最初，NASA 使用市售產(chǎn)品構(gòu)建了一個(gè)原型，以確定正確的尺寸。由于開發(fā)過(guò)程中的設(shè)計(jì)更改和升級(jí)，NASA 人員將該單元更換為現(xiàn)有的備用單元，該備用單元為測(cè)試提供了適當(dāng)?shù)墓δ堋?br />
2021 年 3 月，DVT 套裝組裝過(guò)程因組件故障而暫停。具體來(lái)說(shuō)，工作人員使用了錯(cuò)誤的規(guī)范來(lái)構(gòu)建復(fù)雜的 xPLSS 接口 它的失敗表明了 DVT 開發(fā)過(guò)程中的缺陷。NASA 人員將此問(wèn)題歸結(jié)為 (1) 進(jìn)度壓力； (2) 依賴之前使用的測(cè)試盒； (3) 團(tuán)隊(duì)之間的溝通中斷； (4) 項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的快速成長(zhǎng)，包括缺乏經(jīng)驗(yàn)的人員的加入； (5) 在開發(fā)測(cè)試期間使用未發(fā)布的圖紙。
堅(jiān)硬的上身（HUT，Hard Upper Torso）
HUT覆蓋胸部和背部。它是一種由玻璃纖維制成的背心，這一材料通常應(yīng)用于汽車及游泳池。
顯示和控制模塊，以及隨身生命維持系統(tǒng)會(huì)鏈接在這一部分。這部分的一個(gè)重要功能是它可以作為排水和氧氣流管子的連接。
可變長(zhǎng)短的袖子
宇航員可以不用定制。有現(xiàn)成的不同尺寸的臂組裝零件，定徑環(huán)可以使袖子更長(zhǎng)或更短。
帶加熱的手套
宇航員必須能夠在戴著宇航服手套的情況下處理和撿起物體。艙外活動(dòng)（EVA）用于保護(hù)宇航員免受太空環(huán)境的傷害。手套要便于宇航員盡可能輕松地移動(dòng)手指。
手指是身體上太空中最冷的部分。這些手套的指尖有加熱器。通過(guò)軸承部件，手套能夠連接到套管，并允許手腕轉(zhuǎn)動(dòng)。
顯示和控制模塊
該模塊是艙外宇航服的控制面板。模塊上有開關(guān)、控制器、儀表和電子顯示屏。
宇航員可以從該模塊操作隨身生命維持系統(tǒng)。
宇航服內(nèi)的喝水包
塑料水袋扣在HUT的內(nèi)側(cè)。一個(gè)帶閥門的塑料管從袋子里伸出來(lái)。吸管和閥門可以調(diào)整到靠近宇航員的嘴。宇航員可通過(guò)咬住閥門打開管子喝水，停止咬合即可關(guān)閉閥門。
宇航服的下身
下身由宇航服褲子，靴子和腰部下半部分組成。其中腰部軸承部件可以幫助宇航員移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。金屬體密封閉合將下身組件連接到上身HUT上。
下身有D形環(huán)以連接系繩，從而將宇航員鏈連接到飛船上，保護(hù)宇航員不會(huì)飄走。
透明的頭盔
除了覆蓋宇航員的頭部，頭盔還有一個(gè)通風(fēng)墊。該墊將氧氣從隨身生命維持系統(tǒng)和上身HUT引導(dǎo)至頭盔的前部。
頭盔使氧氣保持在頭部周圍，并維持穩(wěn)定的氣壓下。頭盔的主要部分是透明的塑料泡沫。
氣泡型的頭盔覆蓋了艙外遮陽(yáng)板組件，遮陽(yáng)板上涂有一層薄薄的金，可以過(guò)濾掉太陽(yáng)的有害射線。遮陽(yáng)板還可以保護(hù)宇航員免受極端溫度和可能存在潛在撞擊危險(xiǎn)的小物體危害。
頭盔上可安裝攝像頭和燈。
通信頭戴 （CCA, Communications Carrier Assembly）
CCA 有時(shí)稱為史努比帽，是宇航員在頭盔下戴著帽子。它有耳機(jī)和麥克風(fēng)。它連接到宇航服上的無(wú)線電。使用 CCA，宇航員可以與其他機(jī)組人員交談并聽到警告音。
液體冷卻和通風(fēng)服裝
大多數(shù)長(zhǎng)內(nèi)衣主要是用于保暖，這款內(nèi)衣讓宇航員在太空漫步時(shí)保持涼爽。它由彈性氨綸材料制成，配備91.5米的細(xì)管。
通過(guò)將水泵入宇航員皮膚附近的管道，冷卻水在宇航員整個(gè)身體周圍循環(huán)，從而消除宇航員運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的額外熱量。
液體冷卻和通風(fēng)服裝
大多數(shù)長(zhǎng)內(nèi)衣主要是用于保暖，這款內(nèi)衣讓宇航員在太空漫步時(shí)保持涼爽。它由彈性氨綸材料制成，配備91.5米的細(xì)管。
通過(guò)將水泵入宇航員皮膚附近的管道，冷卻水在宇航員整個(gè)身體周圍循環(huán)，從而消除宇航員運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的額外熱量。
衣服上的通風(fēng)口可以吸走宇航員身上的汗水。這些汗水在水冷系統(tǒng)中循環(huán)使用。
此外，通過(guò)手腕和腳踝處吸入氧氣，以幫助氧氣在宇航服內(nèi)循環(huán)。
成人尿布（最大吸收量）
宇航員通常持續(xù)六個(gè)多小時(shí)沒有休息，在他們的太空服下有額外的吸收材料。
背著氮?dú)獍壬鶨VA Rescue
艙外活動(dòng)簡(jiǎn)便救援裝置（SAFER）就像一件救生衣。在空間站工作的宇航員都會(huì)穿著SAFER。宇航員通常通過(guò)系繩連接到空間站。如果一名宇航員漂向太空，SAFER將幫助他/她飛回空間站。
SAFER像背包一樣穿著。它使用小型氮?dú)鈬娚渫七M(jìn)器讓宇航員在太空中移動(dòng)。宇航員可以用一個(gè)小操縱桿控制SAFER。
