美宇航員再登月需改良太空靴
本文轉(zhuǎn)自:參考消息
參考消息網(wǎng)1月31日報道據(jù)阿根廷布宜諾斯艾利斯經(jīng)濟新聞網(wǎng)1月27日報道,美國國家航空航天局(NASA)的“阿耳忒彌斯”登月計劃是太空探索領(lǐng)域的一個里程碑。該計劃試圖挑戰(zhàn)50多年前“阿波羅”號任務(wù)實施時的那些局限,在本10年內(nèi)將美國宇航員再次送上月球。
“阿耳忒彌斯”計劃的目標(biāo)更加遠(yuǎn)大:探索月球的極地地區(qū)。那里的氣溫可低至零下223攝氏度,地形條件也比之前抵達(dá)過的赤道地區(qū)惡劣得多。
這一變化導(dǎo)致科研人員需要全面檢查登月裝備的設(shè)計,特別是宇航員登月時需要穿的靴子。太空靴在確保宇航員的行動能力、安全和健康方面的作用至關(guān)重要。
“阿波羅”號任務(wù)在月球赤道地區(qū)進行。那里雖然寒冷,但與月球極地的極端氣溫相比,氣溫還算相對適中。宇航員當(dāng)時使用的靴子是為短暫停留和適應(yīng)相對平緩的地形而設(shè)計。
然而,“阿耳忒彌斯”登月計劃旨在建立長期可持續(xù)的月球基地,探索極寒、擁有持續(xù)輻射和崎嶇地形的月球極地地區(qū)。這種環(huán)境的變化需要技術(shù)創(chuàng)新,宇航員才能高效、安全地執(zhí)行任務(wù)。
“阿耳忒彌斯”登月靴設(shè)計的主要創(chuàng)新點之一是在鞋底加入硬質(zhì)隔熱板。這一構(gòu)造對在月球南極的極寒氣溫下保持身體熱量至關(guān)重要。
但是,隔熱板的硬度是一大障礙,因為它會阻礙足部的自然彎曲,尤其是連接大腳趾和足部其他部分的跖趾關(guān)節(jié)。這個關(guān)節(jié)對行走和跑步很重要,因為通過專家所稱的足部“絞盤機制”的作用,這個關(guān)節(jié)讓足部在邁出每一步時都能在靈活與穩(wěn)定的狀態(tài)間切換。
鞋底的硬度可能會限制足部的自然運動,影響“絞盤機制”發(fā)揮作用,從而影響人在月球表面行走的步態(tài)。在地球上,這種機制可以確保身體重量在每一步中適當(dāng)分配,從而降低受傷風(fēng)險。
在月球失重狀態(tài)下,這些限制因素造成的影響可能會被放大。這不僅會導(dǎo)致足部不適,還會牽連身體其他部位受傷。
美國北達(dá)科他州立大學(xué)的生物力學(xué)專家指出,人體就像一個運動鏈,足部受傷會引發(fā)膝蓋、臀部甚至脊椎出現(xiàn)問題。
因此,太空靴不僅要隔熱,還要尊重自然運動模式,以避免宇航員在月球極地地區(qū)長時間停留造成累積性損傷。
此外,太空靴的設(shè)計還必須考慮對不平坦地形的適應(yīng)性。月球南極的表面覆蓋著碎石,這種細(xì)小鋒利的巖石會嚴(yán)重?fù)p壞宇航員的裝備。太空靴也必須提供足夠的牽引力,以防止人在陡坡上滑倒,并確保在巖石地形上的穩(wěn)定性。
在這方面,太空靴設(shè)計的技術(shù)改進包括增強靈活性和材料強度。北達(dá)科他州立大學(xué)的生物力學(xué)研究人員正努力研究極端條件下的人體運動,以開發(fā)兼顧保溫和機動性的靴子模型。其研究包括模擬低重力行走,使用生物力學(xué)模型以了解雙腳在月球行走時的表現(xiàn)。
專家指出:“要想成功完成登月任務(wù),無數(shù)個小細(xì)節(jié)必須做到位:靴子鞋底的靈活性只是其中之一,這些細(xì)節(jié)最終可能影響宇航員在月球上的健康狀況?!?/p>
為“阿耳忒彌斯”計劃開發(fā)太空靴不僅影響到月球探索活動,而且還將為未來前往火星和太陽系其他目的地的任務(wù)奠定基礎(chǔ)。在設(shè)計適應(yīng)性強且安全的裝備方面獲取的經(jīng)驗教訓(xùn),可以應(yīng)用到更加極端的環(huán)境中。(編譯/王萌)
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網(wǎng)址: 美宇航員再登月需改良太空靴 http://m.u1s5d6.cn/newsview1442635.html
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