在一個問答節目中,美國太空總署(NASA)太空服設計師羅斯(Amy Ross)說,上月底出發去火星的毅力號探測車,已經帶上了將用於製作火星太空服的五種重要材料樣品,託付探測車在火星上實地測試各項指標,與地球上測量的數據作對比。

羅斯是NASA太空中心設計月球、國家空間站(ISS),現在正在設計火星太空服的重要成員。作為確定太空服材料的重要一步,羅斯介紹說,毅力號帶去了太空服將用到的四種、以及頭盔護板一共五種材料。

五塊外層材料

「我們送去測試的主要是太空服外層的材料,因為這些材料將暴露在輻射之下。」羅斯說。

一塊是ortho-fabric,這是我們已經有經驗用作太空服的外層材料。它其實是由消防服常用的防火材料、透氣的防水材料,和用於防彈衣的材料三合一而成。

另一塊是現在用於太空服手套的材料。它耐切割,國際空間站的太空服常用到它。國際空間站外面的護欄被小行星敲擊後形成很多小坑,其邊緣相當鋒利,很容易刮破太空服的手套。

再一塊是不黏鍋常用的特氟龍(Teflon),用在太空服手套上,使其表面絲滑不容易被物品勾住、撕裂。送去的另一塊材料是在特氟龍的外面再添上一層防塵塗料。

最後一塊是頭盔檔板所用的材料。這種材料除了減少紫外線輻射外,還有一個優點是不會像玻璃那樣碎裂。受衝擊後,它將彎曲而不是破裂,並保持良好的光學特性。

將火星實測數據 與地球測量值做對比

在火星上,輻射將降解材料內的化學成份,弱化它們的張力。我們需要知道這些材料暴露在那樣環境中最長的使用期限。如果耐用度太低,科學家還得開發新的材料。

探測車可以分析火星上岩石的光譜、成份,也可以一樣分析這些材料在火星環境下的這些數據。我們在地球上把這些材料放在高輻射、真空的環境下已經都測過了,到時候把從火星發回的數據和地球上的對比。  

火星塵埃的影響

羅斯說,這些太空服將充氣達到每平方英吋4磅的壓力。穿著這樣的太空服,就像把人置於一個氣球內讓人移動一樣,挺不容易的,張得和鼓皮差不多緊。所以設計師要把容易磨損的地方加上保護層,防止塵埃累積。他們在考慮使用特氟龍塗層防塵。 

太空站、月球和火星環境下 太空服的不同

太空站使用的太空服重在方便人體在微重力環境下的活動。當你進行「太空漫步」,其實和步行一點關係沒有,所有的活動主要靠雙手控制,下半身主要起到穩定上半身的作用。

在太空站,太空服暴露在太陽輻射和原子氧這兩種環境降解壓力下。原子氧和我們呼吸的氧氣可不一樣,它會腐蝕太空服。

在月球的環境下,沒有原子氧的因素,但是紫外線輻射比火星上強很多。因為月球更靠近太陽,而且沒有大氣抵擋射線。

但是月球和火星上粉塵都很大這是類似的,因此接下來的二次登月任務對太空服材料在高粉塵、低氣壓環境下的耐用度是個考驗,所得的經驗將對未來的火星任務有借鑒意義。

在火星上,距離太陽較遠,而且至少有一些稀薄的大氣反射紫外線。但是對太空服在那樣環境中耐久度要求很高 。

太空人將有大部份時間都暴露在那樣的環境下。羅斯說,因此,火星上使用的太空服應該和在月球上使用的更接近一些,而和太空站使用的差別較大。◇