NASA的恒心漫游者正在向火星运送第一批太空服材料–这就是原因

美国宇航局约翰逊太空中心的高级太空服设计师艾米·罗斯（Amy Ross）与原型太空服Z-2站在一起。

在一次问答中，太空服设计师艾米·罗斯（Amy Ross）解释了如何在7月30日发射的火星车上测试五个样品，包括一块头盔面罩。

美国宇航局正准备将第一位女性和第二位男子送上月球，这是将第一批宇航员送往火星表面的更大战略的一部分。但是在到达那里之前，他们将面临一个关键问题：它们在火星上应该穿什么衣服，因为稀薄的大气层允许更多的太阳辐射和宇宙射线到达地面？

艾米·罗斯（Amy Ross）正在寻找答案。她是位于休斯敦的NASA约翰逊航天中心的高级太空服设计师，她正在为月球和火星开发新的服。因此，罗斯急切地等待着今年夏天发射的“恒心火星”火星车，该火星车将携带有史以来送往《红色星球》的第一批太空服材料样本。

当流动站探索Jezero Crater并收集岩石和土壤样本以供将来返回地球时，将使用名为SHERLOC（用拉曼和发光物质扫描可居住的环境中的有机物和化学物质）的持久性仪器研究五小块太空服材料。这些材料（包括一块头盔护目镜）被嵌入SHERLOC校准目标中的火星陨石碎片旁边。这就是科学家用来确保仪器设置正确的方法，将火星上的读数与他们在地球上获得的基准读数进行了比较。

当罗斯分享有关所选材料的见解以及为月球设计的套装与为火星设计的套装之间的差异时，请继续阅读。有关SHERLOC和漫游者科学的更多信息，请点击此处。

该图显示了原型宇航员服的左视图，以及校准目标中右下方的服服样品，这些样品属于恒心号探测器上的SHERLOC仪器。我们将观察它们如何在火星表面强烈的辐射中保持住。

为什么要选择SHERLOC校准目标上的这些特殊材料？

罗斯：我们最多戳的材料应该放在衣服的外层，因为这些材料会受到最多的辐射。这里是正交织物，我们在太空服的外部使用过很多经验。这是三种材料合而为一：它包括Nomex，一种在消防员服装中发现的阻燃材料。 Gore-Tex，防水但透气；以及用于防弹背心的凯夫拉尔（Kevlar）。

我们还单独测试了Vectran的样本，目前将其用于航天服手套的手掌。防切割，在国际空间站上非常有用：微型流星撞击站外的扶手，形成带有锋利边缘的凹坑，可以割伤手套。

我们提供了铁氟龙的样本，该样本已经在宇航服中使用了很长时间，作为宇航员手套和手套背面的一部分。就像不粘锅一样，它很滑，如果光滑，就很难抓住和撕裂它。我们还提供了带有防尘涂层的特氟龙样品。

最后，有一块聚碳酸酯，我们将其用于头盔泡沫和护目镜，因为它有助于减少紫外线。一件好事是它不会破碎。如果受到冲击，它会弯曲而不是破裂，并且仍然具有良好的光学性能。

SHERLOC将如何检查样品？

罗斯：在火星上，辐射会破坏材料的化学成分，从而削弱其拉伸强度。我们想指出这些材料将持续多长时间。我们是否需要开发新材料，还是会保留在那里？

SHERLOC可以获取任务科学家想要研究的岩石的光谱或组成。对于这些太空服材料，它可以做同样的事情。我们已经在地球上对其进行了测试，将样品浸入辐射中，然后对其光谱进行分析。这些测试的结果将在美国国家航空航天局（NASA）的马歇尔太空飞行中心的紫外线真空室内进行，与我们在火星上看到的进行比较。

火星尘埃会成为挑战吗？

罗斯：当然，这是工程上的挑战，但没有理由我们不能设计要在尘埃中工作的东西。我们已经在开发诸如密封垫之类的东西，以防止灰尘进入轴承。太空服的肩膀，手腕，臀部，大腿上部和脚踝处都有轴承。它们都为宇航员提供了行走，跪下以及您需要接近岩石或保持栖息地所需的其他动作的机动性。

请记住，我们的西服会膨胀到每平方英寸4磅以上的压力。这不是一个疯狂的压力，但它相当严峻。当您将一个人放进气球中并要求他们移动时，他们会遇到麻烦。它像鼓头一样紧。因此，我们需要密封轴承，以免灰尘积聚。

我们正在寻找其他方法，以在长期任务中保护西服免受火星尘土侵袭。我们知道，涂层或薄膜材料将比在编织纱线之间留有空间的编织材料更好。这两个特富龙样品让我们看了一下它以及防尘涂层的性能。

在空间站，月球和火星之间，太空服的设计会有多少不同？

罗斯：太空服的设计取决于您要去的地方和在做什么。ISS服专为微重力而设计。如果您要进行太空行走，那么您并不是真的在走路。你到处都用你的手。您的下半身只是用作上身的稳定平台。该防护服还暴露于两种环境退化源：太阳辐射和原子氧。原子氧不同于我们呼吸的氧气。它具有很强的反应性，会降低宇航服材料的质量。

月球没有原子氧问题，但在辐射方面比火星还差。您非常靠近太阳，并且没有像散射火星时那样能够散射紫外线的气氛。月亮是Artemis计划的重要测试平台。月亮和火星的环境并不完全相同，但是耐用性挑战（在尘土飞扬的环境中长时间处于低压下暴露的材料）是相似的。

在火星上，您距离太阳更远，并且至少有一点大气层可以散射紫外线。但这就是曝光时间开始吸引您的时间。您必须计划大部分时间都暴露在表面上。火星的宇航服将更像我们用于月球的宇航服，而不像国际空间站的宇航服。我正在尝试使月球服尽可能地类似于火星服。

有关任务的更多信息

毅力是一位体重不到2300磅（1,043公斤）的机器人科学家。流浪者的天体生物学任务将寻找过去的微生物生活的迹象。它将表征地球的气候和地质特征，收集样本以供将来返回地球，并为人类探索红色星球铺平道路。恒心号于2020年7月30日发射升空，并将于2021年2月18日降落在火星的Jezero陨石坑。

NASA的喷气推进实验室是加州理工学院的缩写，负责管理该机构科学任务局的“火星2020”恒心漫游车任务。该任务是一项较大计划的一部分，该计划包括对月球的访问，以此为人类对红色星球的探索做准备。NASA负责在2024年之前将宇航员送回月球，到2028年，它将通过NASA的Artemis月球探测计划在月球及其周围建立持久的人类存在。