全球首位平民宇航员出舱，SpaceX秀“轻薄款”舱外宇航服

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舱外活动是十分危险的活动，太空中没有空气供应，宇航员将暴露在太阳辐射和宇宙射线之中，并有极端冷或极端热的温度情况。并且，舱外宇航服还需具备关节灵活性和机动性，方便宇航员执行各类操作和任务。

今年5月，SpaceX的首套舱外宇航服（EVA，extravehicular activity）首次亮相，是基于载人龙飞船的黑白舱内活动服（IVA，intravehicular activity）的演变，在关键区域进行了增强和改进，使其重量轻，同时能在严酷的外太空环境中保护宇航员。

这次行走，SpaceX的舱外宇航服成为关注焦点，网友称其中暗藏“黑科技”。“它像一套用织物做成的盔甲”，首席宇航服工程师Erik Kraus说。

首先是视觉上的直观感受，相较传统的舱外宇航服，SpaceX的舱外服相当简洁、轻薄，就像穿了一套连体工装。因需携带生命支持系统应对太空中的极端条件，以前的宇航服往往被设计为肥大、沉重的外形，一套宇航服类似一台小型航天器，穿脱方式有“背入式”、“腰入式”和“双平面穿入式”等，需组装完成。

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从成本上来说，因使用了轻质、阻燃材料，集成了生命支持系统，重复利用热材料，可以合理推测，SpaceX的舱外航天服显著低于过亿美元造价NASA的EMU航天服。

SpaceX舱外航天服是否能支持长时间的太空行走还未可知，从实际的视频可以看出，身体探出舱外的宇航员行动缓慢，动作较僵硬。而航天飞机时代的EMU设计为服务100次航天飞机任务及15年的使用寿命。因此，两者的长期使用效益无法直接比较。

进度远超NASA新一代舱外宇航服

据报道，SpaceX的宇航服是由好莱坞电影服装设计大师Jose Fernandez旗下的Ironhead Studio打造，Jose本人提供了外观设计建议，再由SpaceX根据设计来实现宇航服的制作制造。该工作室曾负责《X战警》《复仇者联盟》《蝙蝠侠》《神奇女侠》的服装设计。

此次用于舱外行走的EVA宇航服完全由SpaceX自研，2014年，在其与NASA签订商业航天计划（Commercial Crew Program）合同后，开始为国际空间站的宇航员提供运输服务，在这一背景下，SpaceX开启探索舱外宇航服。

太空行走是“北极星黎明”的任务关键，舱外太空服的研发进度随这场计划推进，历经2年多的研发时间。原计划在2022年底进行，后来被多次推迟。在今年7月，SpaceX为EVA开发的新型宇航服完成验收测试。

“SpaceX的舱外宇航服可能比NASA正在造的宇航服还要好”，YouTube Tech Map评价。有观点称，在SpaceX推动人类首次商业太空行走后，其舱外宇航服可能会成为替代方案。

NASA早在1981年就展开了新一代舱外宇航服（Exploration Extravehicular Mobility Unit，xEMU）的研发，用于宇航员在月球表面行走时穿着。其外形与传统宇航服一致，由舱外压力服和生命维持系统组成。相较旧款，xEMU在内嵌通信系统、增加支撑轴承和材料等方面采用了新的设计。

图源：网络，EMU、xEMU

2022年9月，NASA舱外活动服务（xEVAS）合同要求开发下一代宇航员太空服支持Artemis登月计划，选择了“NASA前员工含量极高”明星创企Axiom和老牌航天Collins两家公司，合同价值12.6亿美元。

Axiom舱外机动装置（AxEMU）在NASA新一代宇航服xEMU原型的基础上进行改造。今年3月，Axiom完成了初步的设计审查，相较原计划要晚一些。NASA在德克萨斯州的活动上展示了首套原型宇航服。“Axiom的下一代宇航服不仅将使第一位女性踏上月球，还将为更多人探索月球进行科学研究提供机会，”NASA局长Bill Nelson表示。

因此外形上，Axiom的舱外服与xEMU设计非常相似，多层保护、体型肥大，成本高。

图源：Axiom，AxEMU

据公开资料，NASA与Axiom的合作方式是商务合同，即NASA从Axiom购买月球行走服务，后者可以主动寻找商业客户来支持月球行走。Axiom对xEMU结合先进技术做了改进，适应90%的美国男性和女性，并将在生命支持系统、压力服和航空电子设备中应用现代技术创新。

而据2024年月美国政府问责署（GAO）发布的《NASA：重大项目评估》里显示了NASA的EVA开发进度。Axiom相对较快，早在2022年12月就完成了任务概念审查，且建造了模拟太空环境的人体在真空环境测试的宇航服组件，同时也有进度延误风险。

此外，Axiom还需要跟同时制造宇航服的公司竞争，要解决部分组件独家供应商的问题，他们所寻求的服装组件在全球范围内供应数量有限。Axiom的代表人士提到，为其头盔提供涂层的公司倒闭了，需要寻找替代解决方案，也将延误进度。Axiom的竞争者同样也包含同期的另一家公司，Collins。

Collins在2023年4月完成了综合任务概念审查和认证基线审查，但因项目不符合NASA的质量和完整性的要求，还需完成国际空间站宇航服的机组人员能力评估，才能完成初步设计审查。由于文件审批的延误，进度大大推迟。而且在今年6月，因成本问题，Collins退出了合同，这意味着新一代舱外航天服的进度会更滞后。

尽管进度慢，NASA选择走稳妥的路，舱外活动和人类地面机动性项目经理Lara Kearney表示：“NASA利用行业能力和专业知识，尽可能安全、有效、高效地提供月球行走服务。”

有分析表示，尽管SpaceX的舱外宇航服简约设计，节省了类似阿波罗宇航服等宇航服上的安全和冗余设备，但会存在缺陷，即用料减少导致防破性能冗余下降，缺少修复工具包，一旦“脐带”断裂因SpaceX舱外服独立生存性能不足将带来隐患。并且，SpaceX宇航服没有外显屏信息告知相邻宇航员宇航服状态，不能及时相互救援。

同时，NASA也选择拥抱新的创新技术，探索利用3D打印技术改进宇航服设计。如前两年，NASA选择了十多项早期研究支持未来的太空任务，由创新先进概念（NIAC）计划资助，其中就包括一项：为火星探索制定高性能太空服4.0项目，使用包括3D打印在内的技术制造宇航服。

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