近期，國內(nèi)外關(guān)于登月航天服的新聞不斷引發(fā)關(guān)注。10月16日，在意大利米蘭召開的第75屆國際宇航大會上，美國公理空間公司與意大利奢侈品牌普拉達聯(lián)合發(fā)布將在“阿爾忒彌斯-3”載人登月任務(wù)中使用的登月航天服。不久之前，9月28日，中國載人航天工程辦公室面向社會發(fā)布登月航天服征名活動，并首次公開中國登月航天服外觀。那么，登月航天服有哪些特殊之處？對比“阿波羅時代”的同類裝備，新一代登月航天服實施了哪些重點改進？未來，登月航天服將如何發(fā)展進化？

登月航天服名為“服”，本質(zhì)上卻并非一套衣服。即便中國登月航天服外觀設(shè)計融合了飛天飄帶、傳統(tǒng)鎧甲、火箭升空尾焰等諸多美學(xué)元素，哪怕美國新型登月航天服引入奢侈服裝設(shè)計師作為外援，但它們在本質(zhì)上仍是特殊的“小型載人航天器”。從任務(wù)使命來看，登月航天服與空間站出艙任務(wù)使用的艙外航天服比較類似，都是為了保障航天員脫離密封加壓航天器后安全活動，盡量提升工作效率。只不過，航天員執(zhí)行登月任務(wù)面臨更多挑戰(zhàn)，因此對登月航天服提出了更高的要求。

具體來說，在缺乏大氣層的月面上，航天員想要維持正常生命體征，合適的氣壓、溫度、輻射強度、氧氣和二氧化碳濃度等條件都是必不可少的，也確定了登月航天服的設(shè)計基礎(chǔ)。登月航天服必須將內(nèi)部氣壓穩(wěn)定地維持在0.3～0.4兆帕，既要確保航天員的生理安全和活動便利，又要防止自身在近似真空環(huán)境中過度膨脹。這就對其面料強度和制作工藝提出了苛刻要求。在太空中和月球表面，未經(jīng)大氣層削弱的陽光往往會直接照射到航天員身上，因此登月航天服的面料必須具備較好的隔熱性能。比如，通過縫制多層鍍鋁薄膜，使登月航天服能夠提高對陽光反射率，盡量避免輻射熱量干擾航天員，維持航天員體溫穩(wěn)定。登月航天服的外表普遍選擇吸熱少的白色，深色款式一般僅用于展示。

登月航天服需要進一步提升人機工效性能：為了防止航天員的眼睛受傷，提高視覺效率，登月航天服的頭盔配備了全景式可升降防眩光面窗，對異常光線具有極高的反射率；為了“解放”雙手，航天頭盔兩側(cè)可以配置不同的焦距攝像機，便于攝錄視頻。隨著航天員持續(xù)在月面活動，帶靜電的細(xì)小月塵有可能滲入登月航天服縫隙中。因此，登月航天服的面料應(yīng)當(dāng)在一定程度上抑制月塵沾染，以便降低部件磨損和航天員吸入月塵的風(fēng)險。登月航天服哪部分的技術(shù)含量最高？恰恰是被很多人忽視的“背包”，也就是環(huán)控生保系統(tǒng)。該系統(tǒng)負(fù)責(zé)及時處置過量的二氧化碳，供氧通風(fēng)，調(diào)節(jié)登月航天服內(nèi)部溫度，盡力維護航天員身體健康。隨著技術(shù)進步，未來“背包”會更加小巧、靈活，布置方式也有可能出現(xiàn)較大變化。

提起“阿波羅時代”，大眾對美國航天員月面活動的最深刻印象應(yīng)該是“兔子跳”，這是航天員的無奈之舉，體現(xiàn)了早期登月航天服的缺陷。20世紀(jì)60年代，科研人員對月面環(huán)境乃至艙外太空環(huán)境的了解比較有限，早期登月航天服與艙外航天服采用了大致相同的設(shè)計。例如，在“阿波羅”系列任務(wù)期間，美國航天員在月面穿戴A7L航天服活動，后來又穿著它入駐“天空實驗室”。A7L航天服收獲總體評價良好，但在月面行走任務(wù)中暴露出不足之處：髖部和腿部的活動空間欠佳。簡單地說，航天員穿著A7L航天服很難依靠兩腿在月面正常行走，因為其在髖部幾乎沒留出伸展余度，導(dǎo)致航天員難以進行抬腿動作，不得不依賴雙腳跳躍和駕駛“簡易”月球車在月面移動。

進入21世紀(jì)，美國宇航局立項研發(fā)新一代密封增壓航天服，2019年10月對外展示，特別注重改善下半身活動便利性，希望兼顧空間站出艙、載人登月和載人登火任務(wù)。新型航天服的腰、髖、腿、腳踝等部位均安裝了軸承，極大地方便了航天員活動關(guān)節(jié)，又改善了材質(zhì)柔韌性，使航天員穿戴活動更舒適。為了延長任務(wù)時間、提高工作效率，新型航天服的環(huán)控生保系統(tǒng)也進行了性能升級和整體縮小化。后來，由于種種原因，美國宇航局放棄自研航天服，改為采購商業(yè)航天產(chǎn)品，最新成果就是公理空間公司主導(dǎo)研制的所謂“公理艙外活動單元”，計劃同時用于國際空間站、商業(yè)空間站和月球表面工作環(huán)境。公理空間公司宣稱，其航天服大量吸收了美國宇航局之前自研航天服的技術(shù)，比如采用更先進的關(guān)節(jié)設(shè)計和防護性更好、抓地更有力的航天靴，助力航天員在月面上平穩(wěn)行走，完成更精細(xì)的采樣和操作任務(wù)，還在模塊擴展性、4G/LTE通信能力、生理監(jiān)測與智能醫(yī)療等領(lǐng)域頗有創(chuàng)新。

根據(jù)各方披露的公開信息，外界可以推斷出未來登月航天服的發(fā)展方向：更靈活、更柔韌、更集成、更智能、更耐用。未來登月航天服將助力航天員更高效地保護自身、完成任務(wù)，全身心投入新一輪探月開發(fā)大潮中。未來登月航天服最核心的設(shè)計要求是什么？有觀點認(rèn)為，應(yīng)該是為航天員提供更全面的安全保障，并在確保安全的前提下，最大程度地有助于航天員在月表活動。以往的艙外航天服應(yīng)用于近地軌道太空行走任務(wù)，航天員活動依賴手臂移動和機械臂輔助，下半身往往僅是艙外航天服與機械臂的“連接器”。在月球上則不同，重力環(huán)境更復(fù)雜，髖關(guān)節(jié)活動、腿部靈活性、航天靴抓地性能對于航天員月面行走均是至關(guān)重要的，某些任務(wù)中還需要提升腰部運動能力。因此，未來登月航天服必須適當(dāng)減重增效，增加更多軸承結(jié)構(gòu)，攻克“在內(nèi)部加壓下盡量提高靈活性”的技術(shù)難關(guān)，盡量使航天員能夠連續(xù)下蹲、撿拾月表樣本。同理，為了滿足精細(xì)化操作需求，航天員的手臂、手指靈活運動也很有必要。為此，未來登月航天服會采用更寬松、更柔韌的肩部設(shè)計，擴大肩部和手臂的活動范圍，降低運動阻力，幫助航天員節(jié)省體力和精力。