登月全壓服的用途及要求

對登月服必須提出以下基本要求:

(1)獨立無援地在凹凸不平的月麵行走;

(2)完成規定的工作和科學研究項目;

(3)在月球表麵固有的溫度變化下,保持全壓服內的正常溫度條件;(4)防備受到隕星物質(一次和二次物質)的傷害。

登月全壓服結構特點

登月服的研製有兩條路可走:改造軟式全壓服和研製新型硬式(剛性)或半硬式(半剛性)全壓服。研製軟式登月服就意味著要改進軟衣體的全壓服,尤其是加強衣麵的防護性能和提高真空屏蔽隔熱層的熱阻,加強防隕星體的性能,提高頭盔的光學性能,研製登月鞋,提高全壓服的活動性。

之所以要加強衣麵的防護性能,是因為必須防備衣麵及裏邊的層次在直接接觸月麵時受到機械損傷。美國登月服的衣麵係用敷有聚四氟乙烯之堅固的玻璃纖維織物製成,織造這種織物用的是3~5微米粗的玻璃纖維。

提高真空屏蔽隔熱層熱阻的理由是月球上存在著月麵被加熱而造成的強大熱流,再者全壓服吸收的熱量也因衣麵落上月塵致改變光學性能而增加,真空屏蔽隔熱層至少應提供零下100℃至零上120°的溫差防護。提高隕星體防護的要求則與存在二次隕星體(碎片)有關,這種碎片速度要小些(1~15千米/秒),但致損力卻相當大。宇航員要在不同的照度下(月亮日和月亮夜)工作,所以必須改善頭盔的光學性能。

頭盔的半球形透明部分采用聚碳酸酯製成。頭盔前側裝有攝食及飲水用的活門。登月之前再把一個可取下的部件戴在頭盔上,此部件上有兩個濾光鏡和遮光罩,濾光鏡在開放的航天空間及月麵上才用。外鏡可透過16%的可見光並反射掉相當一部分紫外線和紅外線。內鏡可阻止可見光、紫外線及紅外線之總能量的30%。遮光罩可防止有礙工作的眩光。

登月鞋應具備良好的隔熱性能,防止因在灼熱的月麵行走而致腳掌過熱。此外,登月鞋還應堅固而輕便,且在150℃左右溫度下具有熱穩定性。用耐熱纖維製造的可穿脫皮鞋形式的登月鞋可滿足上述要求,其鞋底係由矽酮橡膠製成。

提高全壓服的靈活性乃是最大的難題。為此,在全壓服結構裏增設了肘部及腕部氣密軸承、盆腿間及腿足間軸承和臂部及腿部的折疊式關節。

有關硬式全壓服的優缺點,目前尚缺乏足以進行全麵評價的資料,隻有經過實際的應用才能作出正確的結論。可作為硬式全壓服優點的有如下幾個方麵:衣內可建立較大的壓力;利用可燃材料時無起火之虞;沒有被隕星體擊傷的危險;關節部位彎曲應力較小。

其缺點是:質量大;無餘壓時活動受限;包裝狀態體積大。美製半硬式全壓服是一種軟硬式之間的過渡形態。衣體分兩部分,由腰部斷接。此外,尚有一通過右肩的穿脫口。

它有6個氣密軸承(肩、肘、腕各2個)。肩部舉臂、肘部彎曲及膝部彎曲借軸承(關節)實現。所謂軸承乃是幾個用塗膠布連在一起的金屬環。彎曲時,環間的塗膠布折疊起來。縱向應力則由繩索承受。腿足間軸承保證足部在兩個平麵上的運動。腕部轉動也借助類似的軸承實現。盆腿間軸承係統由氣密塗膠布製成,縱向應力由裝在導向件上的繩索承受。全壓服配套頭盔係半圓形,麵罩不能自由收放。