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因为宇宙飞行服设计而成的阻碍──揭开历史性“全女性”宇航员太空漫步的背后故事

美国航天总署(NASA)航天员洁西卡. 梅尔(左)和克莉丝缇娜. 科赫(右)在国际太空站(International Space Station)的「寻求号气密

美国航天总署(NASA)航天员洁西卡. 梅尔(左)和克莉丝缇娜. 科赫(右)在国际太空站(International Space Station)的「寻求号气密舱」(Quest airlock)内合影。 她们正在准备宇宙飞行服和工具,以在10月18日进行历史性的太空漫步。 PHOTOGRAPH BY NASA

NASA强森航天中心(Johnson Space Center)的宇宙飞行服工程师克里斯廷. 戴维斯(Kristine Davis)正展示用于阿提米丝任务的新型

NASA强森航天中心(Johnson Space Center)的宇宙飞行服工程师克里斯廷. 戴维斯(Kristine Davis)正展示用于阿提米丝任务的新型宇宙飞行服原型。 PHOTOGRAPH BY JOEL KOWSKY, NASA

(36500365uux.cn报道)据美国国家地理(撰文:MAYA WEI-HAAS 编译:邱彦纶):这项创纪录的事件提醒我们,未来的宇宙飞行服必须要比以往设计的更能让不同身型的人穿上。

在美国时间10月18日,美国航天总署(NASA)的航天员克莉丝缇娜. 科赫(Christina Koch)和洁西卡. 梅尔(Jessica Meir)飘浮在接近真空的太空之中,进行了首次全女性的太空漫步,写下历史。 她们在国际太空站外停留了五个小时,为这个轨道实验室更换故障的电源控制器。

在这个时刻来临之前,这次行动就已经引来外界许多的关注。 科赫和安. 麦克连(Anne McClain)原本计划约七个月前,也就是在3月29日就要进行首次全女性的太空漫步。 但在预定日期几天前的一次太空漫步任务中,麦克连首度在飞行状态穿著「舱外行动太空装」(Extravehicular Mobility Unit,简称EMU)工作。 EMU是一套为了在太空站外活动而设计的宇宙飞行服。

虽然麦克连在地面上进行训练时,曾经穿著中尺寸和大尺寸的EMU,但在真正进行太空漫步后,她认为EMU的中尺寸上身躯干硬壳(hard upper torso)更为合身。 科赫也需要同一个尺寸,然而另一件中尺寸EMU的组件无法在那次太空漫步前组装完成,因此麦克连与另一位男性航天员同事尼克. 哈格(Nick Hague)互换了工作内容。

当时的调整引发了一阵哗然,但以当时面临的情况来说,由麦克连本人所提出的这项决定非常合理。 毕竟,宇宙飞行服最重要的就是要合身,这样才能防止航天员身体受伤及过度疲劳。

NASA发言人史蒂芬妮. 谢尔霍兹(Stephanie Schierholz)在今年3月时,向《纽约时报》(New York Times)表示:「当你可以选择更换人员时,任务本身会比超酷的里程碑来得重要。 」

最近的这场宇宙飞行服风波,其实比单纯的性别歧视问题复杂得多。 不过,这起事件也为女性参与所有传统由男性主宰的领域提出了一个非常现实的问题:这些工具在一开始就不是为女性设计的。 而且不可否认的是,由女性担任航天员参与太空任务还有一段艰难的过去,包括美国早期将女性排除在航天员团队的决定,以及毫无根据地认为女性在太空中碰到月经来时,可能会造成生理伤害。

那么,用来太空漫步的宇宙飞行服一开始是怎么设计的? 未来将人类带往月球或更远之处的新型宇宙飞行服是否会考虑女性的需求呢? 跟着我们一起一探究竟吧!

从量身订制到多种尺寸

要在地球的重力范围之外进行长期活动,宇宙飞行服是不可或缺的成功关键,它能为脆弱的人体提供一个适当加压和充满氧气的小空间。 若是没有宇宙飞行服,在接近真空的太空中的剧烈降压不仅会导致人体血液中的气体沸腾冒泡,还会使肺部气体快速膨胀,甚至可能产生爆裂。

NASA早期的宇宙飞行服是专门为每位航天员量身订制的,而在1978年第一批女性加入NASA的航天员团队之前,所有的航天员都是男性。

1965年6月,美国第一套为太空漫步设计的宇宙飞行服,由航天员爱德华. 怀特(Ed White)在双子星号(Gemini)宇宙飞船外进行历史性的太空漫步时测试成功。 这件21层的宇宙飞行服采用一体成形的设计,使用航天员在发射和重返地球大气层时会穿著的较薄飞行服装改造而成。 宇宙飞行服的主要供氧设备仍在宇宙飞船上,因此会以管线将怀特与宇宙飞船相连接。

但是,随着所有人的目光都聚焦在登月任务上,宇宙飞行服必须快速地改变。

「NASA的阿波罗(Apollo)计划真的改变了太空竞赛。 」史密森尼美国国家航空太空博物馆(Smithsonian’s National Air and Space Museum)负责宇宙飞行服及国际太空计划的研究员卡斯琳. 露意丝(Cathleen Lewis)表示:「他们必须设计出不仅能在真空的太空中运作,还能让航天员探索另一颗星球的宇宙飞行服,航天员要能够起身、四处走动,以及自由行动。 」

露意丝介绍,阿波罗计划的宇宙飞行服就像是艘「小型宇宙飞船」,每套宇宙飞行服都配备了压力控制系统、供氧系统、集尿器、防刺穿材料等等。 但露意丝也解释,为每位航天员量身订制专属的宇宙飞行服要价不菲,而且随着阿波罗计划的逐年演进,宇宙飞行服变得愈来愈复杂。 对地球上服装来说看似简单的一些改变,到太空中就成了非常昂贵的设计阻碍,比方说是改造宇宙飞行服好让航天员能在月球车里坐下。

这点最后让NASA要求,宇宙飞行服得要能够重复使用,并采用模块化设计,让手臂、腿部、躯干等部分的组件能够互相替换。 也大约在同时,美国接受了第一批女性进入航天员训练计划。 这时要让宇宙飞行服合身也变得特别困难,男女身形的差异正是其中一个相当重要的原因。

当时的设计目标,是宇宙飞行服的组件要能够让从150公分高的娇小女性,到190公分高的中等身材的男性都穿得合身。 「这位中等身材的男性还不能是橄榄球后卫,甚至不能是像现在的四分卫那样的大块头。 」露意丝表示。

露意丝说明,测试发现即使是男性宇宙飞行服也碰上了难以预料的挑战。 比方说有位受试者一开始的活动范围相当受限,他无法让两手的手肘在身前相碰。 但是,当时没人觉得这是个问题,直到躯干瘦小的女性也遭遇到同样的困难。 把让手臂伸出的开口移近一些,就能让胸部较小的男性和娇小女性更容易让双手相互碰触。

「这个过程经历了不断的尝试和失败,」露意丝说:「当你面对这些尺寸范围时,不会只是单纯处理男女间的差异,而是要试着将范围扩大到所有和人类体型有关的因素。 」

起初,各种组件的尺寸涵盖了超小尺寸到超大尺寸。 不过多年后,NASA删减了超小尺寸和小尺寸,而由于一般来说女性较男性的身材娇小,所以受这项改变影响的主要是女性航天员。

这些模块化的宇宙飞行服,成了今年3月全女性太空漫步中的阻碍,而10月18日所进行的太空漫步也使用了这些宇宙飞行服。 露意丝说,这么多年来宇宙飞行服已经有相当长足的进步,但NASA的初衷是让每套宇宙飞行服都尽可能多次使用,最初的合约要求除了手套外的组件,使用寿命都得达到15年之久。

新一代宇宙飞行服

这种状况可能很快就会往前迈进一小步,至少对飞往地球轨道外进行太空漫步的航天员来说是如此。 NASA在10月8日公布了将用于阿提米丝(Artemis)任务前往月球时的新一代宇宙飞行服──舱外探索太空装(Exploration Extravehicular Mobility Unit,简称xEMU)。

虽然新设计的外观看起来和现在的宇宙飞行服十分相似,但这件点缀着活泼红蓝条纹的新型宇宙飞行服仍有许多新的特色。 比方说根据NASA的新闻发表会,xEMU能让航天员的行动更为敏捷,减少他们在月球表面那些看似有趣但非常浪费体力的跳跃。 航天员甚至还能够把双手高举过头,这是穿著目前的EMU时无法办到的事。

由于阿提米丝任务的目标是要将一名男性和一名女性送上月球,因此这套新的宇宙飞行服势必比先前的宇宙飞行服更加量身合身。 每位航天员都会在摆出各个姿势和活动身体的状况下进行全身3D扫描。 根据新闻发表会,这能让NASA为每位男性或女性航天员提供「最舒适且活动范围最大的宇宙飞行服组件」。

虽然新的宇宙飞行服仍然是混搭式设计,但将使用涵盖更多种尺寸的组件。 根据科技网站《The Verge》的说明,可调节位置的肩部之后应该也可以帮助让宇宙飞行服穿起来更合身。

阿提米丝宇宙飞行服在登月之前,得先在地面或国际太空站上经历一系列的测试。 即便如此,新型宇宙飞行服可能也绝非完美。 无论是谁穿著这样的传统加压宇宙飞行服,都会很不舒服,难以灵活移动。 航天员得一直在对抗宇宙飞行服内部气压下的状况工作,所以穿著宇宙飞行服就像是试在一颗大气球里四处移动。

「你所做的所有动作似乎都会阻碍你。 」 露意丝这么说。 进行太空漫步的航天员必须经历漫长而艰辛的几个小时,进行试验或完成修理工作。 即使是在十分合身的宇宙飞行服里,太空漫步通常也会让航天员造成多处软组织损伤和肌腱炎。

正如NASA在阿提米丝宇宙飞行服的新闻发表会上所警告的那样:「太空旅行不适合柔弱的人。 」




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