如今,宇航员可以穿两种类型的宇航服。其中一套是一套精美的飞行服,旨在保护机组人员在升空和重返大气层期间免受意外减压。另一种是俄罗斯和美国用于舱外活动的全压服(EVA),自20世纪80年代初以来一直没有改变。
尽管SpaceX 和波音公司已经开发了一些新型应急服,但EVA 宇航服技术仍然只比阿姆斯特朗和奥尔德林1969 年首次踏上月球时所穿的宇航服领先一小步。
值得称赞的是,现代太空服是令人惊叹的装备。虽然看起来像是一件笨重的衣服,但宇航服无异于一艘人形的宇宙飞船。就像航天器一样,它可以让佩戴者保持生命,并提供免受真空、热、冷和辐射的保护,有些甚至还具有推进系统。最重要的是,该套装还是可移动的。
令人烦恼的是,宇航服距离真正舒适或高效还有很长的路要走。原因之一是宇航服必须含有足够压力的空气来支撑穿着者。不幸的是,这会将这套宇航服变成一个海星形状的气球,像汽车轮胎一样难以弯曲。为了克服这个问题,该套装的接头由一系列恒定体积的波纹管组成。当这些环弯曲时,空气从一侧转移到另一侧,导致关节弯曲。
到目前为止一切都很好,但这些关节不舒服,需要努力才能弯曲,当宇航员停止施力时,它们想要弹回原来的位置。德克萨斯农工大学团队的想法是用软机器人执行器取代这些风箱,该执行器完成大部分工作,以将关节保持在所需位置,并使宇航服更舒适地贴合。
研究人员目前正在研究机器人膝关节的原型,并针对标准服装和裸体进行移动建模。他们发现,执行器可以在火星任务中节省大量卡路里,并让宇航员在工作时减少出汗。
研究人员的最终目标是将这些软机器人执行器集成到带有集成传感器的自愈式全身太空服中。新套装将提供额外的机械反压(MCP)。这将使该宇航服的工作气压仅为传统宇航服的四分之一。这不仅会使潜水服穿着更舒适,而且还可以降低减压病的风险,并减少在穿上潜水服之前预先呼吸纯氧的需要。
“想象一下穿着非常紧身的Under Armour 或非常紧身的打底裤,”研究生Logan Kluis 说道。 “对你的压力将取代或补充气压。因此SmartSuit 的想法是,它将同时使用机械压力和气压。”
这项研究发表于《航空医学与人类表现》。