穿在身上的航天科技

文/本刊记者 董雅琪 崔书健

作为首部国产科幻电影，《流浪地球》中不输好莱坞的特效给观影者带来了超出票价的满足感。剧中各种具有科技感的服装也为人们打开了想象的空间。其实，那些跟航天有关的各种纺织用品离我们的生活并不遥远。要知道，很多科技都是由航天科技转为民用，它可能每天都在陪着你，而你却不知道。

首先，有料®要介绍一下宇航服里的高科技。

宇航服是一项复杂的人机系统工程，对于宇航员的帮助不容小觑。因为对于宇航员来说，太空漫步不啻于一场惊心动魄的战斗。在300km～450km的近地轨道，已经是生命的禁区——真空环境；温度以90分钟为周期,正负100℃冷热交变；同时，还有微流尘/碎片和空间辐射的威胁。

在如此恶劣的太空环境下，宇航服为宇航员构建了一个适合人体的微环境，保护着宇航员免受来自太空的伤害。宇航服就像一个受到氯丁橡胶涂层纤维包裹的“膨胀气球”，通过对“气球”部分施加限制向内部的宇航员提供气压，可以防止其体液沸腾。

目前，制造宇航服所用到的原材料有很多，除氯丁橡胶涂敷尼龙织物之外，宇航服中主要用到的还有尼龙经编织物、PU涂层尼龙织物等其他合成织物以及聚四氟乙烯、Kevlar®、Nomex®等纤维制品。

在略显臃肿的宇航服中，其他原材料的应用也至关重要。玻璃纤维是构建宇航服坚固上半身的主要材料；宇航服织物上特殊的接缝或锥形设计，使得宇航员关节能正常弯曲，解决活动困难的问题；将塑料管编织到织物内部，可以运输冷却水到整个宇航服；宇航服的头盔多是由透明塑料或耐用聚碳酸酯制成的，且大多数都有反射阳光的覆盖物和用于减少眩光的有色遮阳板，其原理和太阳镜一样；其他组件则主要用于组成电子电路和宇航服控制器。

当然，除了宇航服，为了提高宇航员在太空作业和返回地球时的舒适性，科学家们还研发了不少衍生品服装，确保宇航员在长期的空间站生活中保持身体健康。宇航服虽然没穿过，但这些科技含量满满的设计和材料正逐渐运用到普通的功能性服装上。

功能3D针织物：减缓疲劳和肌肉酸痛

Fabdesigns公司开发了一系列用于宇航服的高度灵活的3D针织物，通过采用Kevlar®、Spectra®、硅及其他特种功能纱线，结合特殊的织物结构设计，不仅可以为宇航员提供阻燃和热防护、射线防护功能以及一定的压力，还结合了肌肉活化技术解决空间疾病和肌肉损失问题——利用外加电流刺激，并用传感器接收数据，增加静脉血液流动和循环，减缓疲劳和肌肉酸痛，帮助身体快速去除乳酸，增强力量。

防辐射背心：降低患癌概率

AstroRad背心是StemRad公司在其广泛应用于全球现场急救领域的一款成功产品的基础上，根据选择性保护骨髓的原则而开发的，其对于血液细胞更新以及其他因辐射而易患癌症的敏感器官，如肺、乳房、胃、结肠和卵巢等，十分重要。

2018年4月，NASA与以色列航天局（Israel Space Agency，ISA）签署了一份关于在太空测试AstroRad防辐射背心的协议，允许在Orion EM-1（猎户座飞船漫游者一号）载人航天任务开始前的最后一次试飞中，将AstroRad背心送至太空进行测试。

ISA还将在2019年年初在国际空间站（ISS）中对该背心进行人体工程学评估，加上Orion EM-1中获得的防辐射实验数据，将为美国宇航局提供信息，以确定AstroRad背心是否可以作为未来外太空载人航天任务所必需的个人防护设备。

智能服装：健康监测、病症缓解、辅助锻炼

通过将功能性或智能性元件集成在宇航员服装上，以提供健康监测、病症缓解、辅助锻炼等效果，已经成为帮助解决宇航员健康问题的一种优选方案。

为了帮助宇航员消除负面情绪和应激反应，佛罗里达理工大学的科学家们正在研发一种可以调节环境的宇航服，其开发的无线智能传感器能够监测宇航员所处的环境，调整温度、光照水平、光线颜色和含氧量，从而帮助宇航员保持身体健康，思维冷静。

为了科学评估各种训练辅助器材和宇航员锻炼效果，ESA与丹麦智能纺织品公司Ohmatex合作开发了一种智能袜子，通过将近红外传感器和纺织肌电图（EMG）电极集成到特制袜子中，可显示腿部肌肉的电活动和新陈代谢活动。

如果上述这些你还没体验过，那么以下这些因为宇航员的需要而发明的产品，保证你或者家人都用过呢！

尿不湿：解决尿急

1961年，苏联宇航员加加林要步入发射舱时突感尿急，只好下来顺着太空服的管子向外排尿；同年，在飞船里迟迟不能发射的美国宇航员谢泼德也遭遇了尿急，指挥官命令他尿在太空服里。这是一个非常大的冒险，因为尿液的热度可能会使太空服里必须保持清爽的设备失灵。好在尿液很快冷却，悲剧没有发生。

小小的排尿问题却成了宇航员的大困扰。于是，“太空服之父”华人唐鑫源通过加入高分子吸收体改进了宇航服，发明了能吸水1400毫升的纸尿片，排尿才不再是宇航员的难题。这项技术后来转为民用，就是现在千家万户使用的“尿不湿”。

气垫鞋: “中空吹塑成型”技术

综观现在的运动品牌，几乎每家都有自己的气垫鞋，要知道，制作气垫的技术起源也与航天相关。在阿波罗登月计划中，航天科学家们为制造完整、厚度均匀、能耐受很大压力的宇航服内胆，发明了把一团耐压软材料加热软化放在模具中，然后再向模具中吹入高压气体的方法，这就是“中空吹塑成型”技术。后来，运动鞋制造商发现这种工艺可以快速高效地制造完整的鞋帮，于是便广泛地将其应用于运动鞋的制造。

由此可见，航天事业的发展其实与民生息息相关，在国家发展硬核实力的同时，这些尖端科技转化为民用后能够给人民生活带来不少便利。