在电视上，人们经常看到宇航员在太空中飘来飞去、身轻如燕，但宇航员穿戴的宇航服却非常臃肿和笨重，致使宇航员在太空中工作极为不便。现在，科学家们试图改变这种现状，他们正在研制一种名为“生物服”（Bio－Suit）的新型宇航服。
主持该项科研工作的是美国麻省理工学院的航空航天学教授达瓦·纽曼教授。她介绍说，现有臃肿和笨重的宇航服对宇航员的活动限制很大，重近150千克，宇航员在开放太空中70％—80％的能量消耗在臃肿的宇航服上，如果消除了这些阻力，宇航员的工作就非常轻松了。
“生物服”：宛如第二层皮肤
纽曼教授说，“生物服”的设想在上世纪60年代已被科学家提出，但那时还没有出现实现这些设想的技术工艺和材料，现在的科技手段已经可以实现这一创新。
她的研发小组历时7年，开发出了这种以氨纶和尼龙为原材料，表面喷有一层可被有机生物分解的涂层薄膜，外形与电影中蜘蛛侠的服装相类似的生物宇航服。“生物服”是一种重量非常轻，类似紧身衣的高科技薄膜保护层。衣服表面的涂层薄膜能够在复杂和恶劣的太空中环境中保护宇航员抵御来自宇宙射线的威胁，研究人员形象地将其称为“第二层皮肤”。
修复破损：缠绷带一样简单
新型宇航服的另一大优势是安全性能大大提高。老式宇航服一旦被微小陨石或其他物体击破，宇航员必须立即返回空间站等安全地带，而新型宇航服出现小的破损后，可以像缠绷带一样简单地就地修复。
生物宇航服的基本工作原理是：附加机械压力来抵消真空环境中人体的内压，支持宇航员身体处于正常状态，使宇航服内的空气内在压力保持平衡，更便于宇航员工作和移动，同时更安全。这种服装的表面均匀地的贴在人体的皮肤上，由于服装自身会对人体产生附加机械压力，不但皮肤不会在真空中膨胀起来，即使服装上出现一个极小的洞，用补片或者绷带就可以方便地进行修补，无需返回站上。传统宇航服主要通过加压来抵消真空环境中人体的内压，而新的宇航服则依靠机械反压力———将人体包裹在特殊的紧密材料层中。该材料层能够随着人体的伸展而改变形状，因而不会妨碍活动。这种时尚、紧身、伸展性能极佳的设计将彻底改变宇航员的传统形象，让身穿这种超轻紧身宇航服的宇航员在月球或火星上灵活自如地行动。
量身定做：紧身又时尚
为了使宇航员身穿这样的服装能够更灵活地工作，研究人员还绘制了在运动情况下人体皮肤拉伸的三维计算机模型。研究发现，在人的手和脚部存在一些曲线，在肢体弯曲的情况下皮肤沿着这些曲线不会被拉伸，因此，可以在这些部位附加高强度的、不能被拉伸的材料，也就是说，实际上在这些部位加入了一个受力架。
这就是说，可以根据宇航员的体形来定制宇航服。
纽曼介绍说，生物宇航服由一套紧身服和一个增压头盔组成。宇航员穿上具有弹性的生物宇航服后，再套上一层“硬壳”背心，背心上装有一个便携式生命保障系统，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宇航服的气管进入手套和靴子内部。
此外，在生物宇航服中还能内置通信设备、生物传感器和电脑以及用于太空行走等舱外活动的攀登工具等。
除了以上众多优点，新型宇航服还有一个人性化的特点———保持宇航员的身材和力量。已有研究表明，在飞往火星的6个月旅途中，宇航员会失去大约40%的肌肉力量。但新的装备可以提供不同的阻力级别，宇航员只要穿着装备就能进行身体锻炼来保持力量。
最终目标：打造循环小环境
纽曼的生物宇航服研究工作得到了美国宇航局先进理念研究所的经费支持，首套样品已经研制成功。纽曼认为，在开放的太空中生物宇航服应该为宇航员保障3个大气压，目前她们研制的样品已经达到了2个大气压。虽然改造后的生宇航服装将能达到2．5个—3个大气压，但还不能用于宇航员在太空行走。科学家的最终目标是，在宇航员与宇航服之间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。
纽曼相信，在10年之内，人类肯定会有能力登陆火星，届时她们研发的宇航服也将进入实用阶段。
本报记者 董映璧 来源：科技日报
