宇航服提供了维持生命的条件,如氧气、温度控制、加压外壳、二氧化碳清除装置以及免受阳光、太阳辐射和微小流星体的保护模块。这是一个宇航员在地球大气层外工作的生命维持系统,也是宇航员最重要的一层生命保障。航天服已被用于许多重要的太空任务。这些措施包括协助部署有效载荷、 检索和维修轨道卫星设备、外部检查和修复轨道器,以及拍摄惊人的太空图片。
制造宇航服所用的原材料很多。织物材料包括各种不同的合成聚合物。最内部的一层是由尼龙三角材料组成的。另一层由弹性可磨损的氨纶聚合物组成。另外还有一层聚氨酯涂层尼龙,用于内部加压。使用的其他合成织物包括氯丁橡胶(一种海绵橡胶)、Mylar、Gortex、Kevlar和Nomex。
除了合成纤维以外,其他原材料也具有重要作用。而玻璃纤维是上半身的主要材料,还有锂氢氧化物则被用于宇航员太空行走过程中去除二氧化碳和水蒸气的过滤器。一种银锌混合物电池,这会为宇航服提供动力。塑料管被编织到织物内部,这样可以运输冷却水到整个宇航服。一种聚碳酸酯材料用于制造头盔的外壳。其他组件用于组成电子电路和宇航服控制器。
一件宇航服是由80多家公司生产的各种量身定做的组件制成的,如果从头开始研发的话可能需要4个亿美元以上的资金,单纯的复制也需要几千万美金。零件尺寸从3-17厘米的垫圈到76.2厘米长度的零件不等。EMU由18个单独的模块组成。
首先初级生命维持系统是一个独立的背包,装有氧气供应、二氧化碳过滤器、电力和内部通讯设备。它为宇航员提供了生存所需的大部分东西。长达7小时的氧气储存在宇航服的水箱里。在宇航服上还有一个次级氧包。这提供了额外30分钟的紧急氧气,这是突发情况利用的,平时不会动,但是会经常检查。
上半身的衣服为了保持温度,外衣下面穿的是液体恒温服,它由恒温管组成,恒温管中有液体流过。内衣是一件由氨纶组成的网状整体套装,它是有一个拉链的。内部有近百米以上的塑料管缠绕在一起,在其中循环恒温水。 正常情况下,循环水保持在4.4~9.9°C。温度由显示器控制板控制。
上半身是用玻璃纤维和金属制造的。上半身宇航服拥有头盔、手臂、生命维持系统显示器、控制模块和下躯干等大部分装备的附件。它包括氧气瓶、储水罐、副液压泵、污染物控制盒、调节器、传感器、阀门和通讯系统。氧气、二氧化碳和水蒸气通过宇航员脚和肘部附近的通风模块“离开”宇航服。上半身的一个饮用水袋可以容纳多达907.2克的水。 宇航员可以在任务期间直接痛快的喝一杯。
这套宇航服在地球上重约124.8公斤,产品预期寿命约为15年。太空服是模块化的,所以可以由多名宇航员一块用。四个基本的可互换部分包括头盔、上半身、手臂和下半身。这些部件是可调整的,因为宇航服必须适应95%以上的宇航员体型。每一组手臂和腿都有不同的尺寸,可以对其进行微调。
航天服的制造是一个复杂的过程。我觉得他可以分为两个生产阶段。首先,构造各个模块。然后这些模块在一个主要的制造地点集合在一起,比如美国宇航局在休斯敦的总部,这里可以进行组装。这也是大多数火箭制造的方法。
具体的方法步骤太多了,在这里就简单介绍一下吧,首先头盔和面罩可以用传统的吹塑技术制作,之后的生命维持系统的所有模块都制作好,最后把它们连接到硬件芯片模块上,这个过程非常复杂。控制模块的话,首先关键部件分别建立在不同的单元中,然后进行组装。这种模块化方法允许关键部件在需要时易于拆卸维修。胸部安装控制模块包含所有 电子控制、数字显示器和其他接口。
硬上躯干是用玻璃纤维和金属组合制造。它有四个开口,包括裤子,两个手臂和头盔。此外,在生命支持背包和控制模块的地方添加了适配器。最后,所有模块统一送往美航局进行组装。
模块供应商在生产过程的每一步都需要进行质量控制测试。这确保了每个部分都符合严格的标准,之后也必须在空间的极端环境中进行测试。美国宇航局还对完全组装的西装进行测试。质量控制测试是至关重要的,因为一次故障可能对宇航员造成可怕的后果。