舱外航天服质子和电子辐射能量域值测量

ISS建造需要1000多小时的EVA。在ISS外部进行出舱活动，航天员可能会很大程度地暴露在电子和质子辐射的作用中。图1和2包含了典型的ISS轨道存在的电子和质子能谱。当前EVA航天服设计期间，服装设计者们并没有预想到ISS建造需要大量EVA，辐射屏蔽也没有作为重要的考虑对象，因此，在ISS着手建造之前需要制定辐射防护指南。这些指南将以需要确认的计算模型为基础。完成电子和质子在不同位置上穿透航天服最小能量的直接测量，这是确认计算模型的其中一步。另外，这些测量可能会影响未来的航天服设计。

NASA 2005年回顾——太空探索转折点

2005年，NASA成功完成了一系列里程碑式的任务和发现，NASA开始执行“太空探索新构想”、“重返月球”计划、以及火星和其他太阳系行星航行的准备工作。本年度，NASA实现了航天飞机复飞，并公布研发美国下一代载人航天飞船，此外还发生了很多里程碑式的科学事件。今年太空探索排名前几位的大事包括：

蛇形机器人

目前，美国喷气推进实验室（JPL）正在为国际空间站测量检查而研发一种小型、轻型和高度灵巧的蛇形机器人。这种机器人直径为1．5英寸，约为3英尺长，重量是6磅，“关节”具有11个自由度的活动性。所有的关节都是由直接驱动马达控制的，而且所有的发动机都固定在内部。检测能力是通过一个嵌入在手臂内部的光导纤维管道探测镜提供的。管道探测镜将图象传送到手臂底部的摄像机，并且对测试地点进行照明。

月球和火星表面舱外活动要求

美国航天计划设定的新目标聚焦于重新实现载人登月并在21世纪初开始第一次载人火星任务。支持这些目标所需的第一步是确定被驱动的新技术研发需求。由于舱外活动将是建造月球基地和火星表面探险的主要部分，因此需要确定舱外活动所用系统的特定需求方面。月球和火星表面的舱外活动面临独特的条件，在这些条件下必须能够有效使用舱外机动装置（EMU）。这些条件包括环境因素，如低重力、尘埃、温度变化、大气环境、照明和辐射。航天服和便携式生命保障系统（PLSS）不仅要满足这些环境因素的需求，还必须能保障探险活动和基地建设等舱外作业地进行。本文将展示满足月球和火星表面舱外活动装备使用需求的相关基础设计。

航天飞行紧急逃逸和救生的医学保障

本文根据历史经验，总结了航天飞行中可能会导致采取逃逸和救生措施的情况，其中包括压力丧失、火灾／爆炸、有毒物质释放、医学问题、辐射暴露、丧失高度控制、环控生保系统故障和中断预定发射任务。由此，本文提出了应对这些情况的医学保障措施，其中包括从短期近地轨道任务、长期有人驻守的空间站逃逸救生，以及与大气层再入、与撞击和着陆后阶段相关的医学关注点。另外，还讨论了航天救援需要考虑的国际性问题。最后，还提出了未来需要努力的方向，即开展月球或火星任务的应急返回和救援的医学研究。

星际航天服新型防热材料研究

本研究的对象是柔性纤维骨架的气凝胶复合材料，研究目的是开发未来月球火星航天服的防热材料。在高、低真空状态下，骨架纤维硅气凝胶复合材料（FSACF）的高柔性和良好的防热属性使之成为未来航天服最有可能使用的候选防热材料。本文首先介绍了保持热性能的情况下这些气凝胶复合材料的耐久性（机械循环测试）研究。研究显示，在25万次机械弯曲循环测试之后，其中一些气凝胶材料保持了大部分防热性能。本文也调查了将这些柔性气凝胶复合材料整合入目前航天服部件中的问题。对不同类型气凝胶航天服部件方案进行热传导性评估，以确定在月球和火星环境下，可能具有最佳总热性能的防热敷层概念。还讨论了应用这些气凝胶材料，减轻硅材料受灰尘污染问题的潜在解决方案。

月球和火星任务航天服使用需求与系统方案评估

为了保障NASA“太空愿景”（VSE）的完成，需要将人类送往月球和火星，其中包含了多种作业环境，在这些环境中航天员需要穿着舱内或舱外航天服。NASA提出了4种候选航天服体系结构，包含了从飞船发射、进入到微重力和行星表面舱外活动（EVA）保障任务高效完成的航天服数量和类型。本文进行的研究旨在确定VSE任务组成部分中航天服的使用和功能需求，确定当时的技术设计驱动因素，并为分析4种体系结构建立了相关权重因数。分析提出了对4种体系结构的选择建议。

先进舱外航天服电子信息和电源系统最新发展概念

在“太空探索远景”项目中，NASA格伦研究中心负责开发下一代航天服的通讯、电子、信息和电源分系统。在未来的月球和火星任务中航天服需要更长时间的工作能力，这存在着大量技术挑战。本文概述了格伦研究中心正在进行的未来舱外活动系统的研发工作概况。

未来航天服上躯干结构的系统考虑

NASA2005年公布了探索规划，计划2014年前完成乘员探索飞行器（CEV）的开发和实际飞行，于2020年返回月球，而后则逐步抵达和探索火星。舱内活动（IVA）航天服系统需要在发射入轨和任务中止的情况下为乘组提供舒适的防护功能。舱外活动（EVA）航天服系统将需要提供从CEV进行可能的零重力EVA和探索月球及火星的登陆EVA。当前正在研究一种两类航天服体系结构的定义，即IVA和EVA航天服，IVA航天服用于CEV发射、再入和应急EVA，EVA航天服则仅为月球表面灵活航天服。一个重要的考虑事项是早期CEV和随后登月航天服之间的通用性水平．其中一个概念是航天服上躯干构造的最大通用性。 上躯干是航天服的基础。上躯干支撑了生命保障系统、显示和控制系统、头盔安装，提供穿脱口、肩部和腰部灵活性关节结构。因此上躯干结构对生命保障构造、穿脱能力、质量和体积、航天服尺寸和航天服性能（特别是视野、灵活性、舒适性）具有重要影响。需要最先考虑的是上躯干材料．历史上，硬上躯干（HUT）是由铝或复合材料制成，软上躯干（SUT）是由双层（涂胶和非涂胶）织物构成的。结构方案包括腰入式、背入式和拉链锁闭式．上躯干结构是早期CEV和后期登月探索航天服系统定义的关键推动因素． 本文提供了对可能的“星座计划”需求、现有上躯干结构和候选材料的评估．本文还讨论了为了满足计划目的，当前ILC Dover正在开发的I-Suit软织物上躯干．通过比较研究评估建议软织物上躯干与“星座计划”航天服相同，能够为满足计划目的提供最佳性能保障．

国际空间站应急医疗实施概念

国际空间站（ISS）以美国为基础的医疗保健系统为飞行中医学应急提供了保健资源。目前的系统是为了使用有医疗能力的返回飞行器而设计的，可以快速和安全地将患病或受伤的乘组成员运抵地面医疗机构。由于这种飞行器的计划被不确定地延迟，所以在有限的舱载医疗能力和目前的任务要求之间产生了不匹配的现象。这驱使建立实施医学概念，其中尽可能多地包含延迟或不必返回地球时，在轨必须处理的医学状况。本文描述了这项提出的新计划，其完成需要医疗体系大量的改变，包括修改训练方法、治疗指南、诊断和治疗资源，以及信息资源。

缩短的标准液冷服EVA期间生理与主观舒适性比较

介绍 第一套航天服的液冷服是在20世纪50年代早期设计的，其设计基于航天员在轨高强度工作时产生大约800 Kcal／h热量的理论预测，必须要将一部分热量立即排出，才能保持人体的热平衡和舒适。通过对舱外活动（EVA）的持续监测已经确定人体产生的最大热量不高于350 Kcal／h。正如几位研究者所建议的那样，在预测和实际数据之间存在很大差异，可以通过改进的液冷服设计进行修正，改进的液冷服设计减轻了服装重量，减少了循环水流量，而且降低了功耗。另外，这些改变可以更有效地控制局部和整体人体舒适性。具有满足各种热防护需要能力的高能效液体冷却／加温服（LCWG）系统研发，是先进航天服设计中首要考虑的事项。

空间站航天服装备的微生物控制

“自由”号空间站（SSF）的建造和使用需要较长时间停留在空间，而且液冷通风服（LCVG）和航天服装备（SSA）气密服需要长期重复使用。由于这些条件需要重新规定微生物的控制程序，所以采用了确定内衣、抗微生物涂层，以及清洁各种航天服部件方案的控制程序。通过使用标准的微生物技术和研究早期的美国航天程序经验，制定了一项基线微生物控制流程，并进行了一系列人穿着SSA测试以确定此流程的有效性。结果表明，使用抗微生物涂层内衣，会改善LCVG的卫生状况，使用消毒剂可以有效杀死SSA气密层上的细菌。此外，在航天服选择区域进行集中强制通风，可显著地降低微生物生存能力。

美国舱外航天服装备使用和保养经验

介绍 未来近地轨道和行星航天服将建立在现在的舱外航天服装备（EMU）基础之上。直到2005年，EMU已成功保障了91次EVA任务（通常每次EVA使用两套EMU），在未来5～10年中，为了完成国际空间站（ISS）的建造，还要保障30～60次EVA。

航天员出舱活动技能项目的开发与执行

1999年12月进行了一项航天员试验项目，目的是在航天员进入特定飞行训练之前提高他们的舱外活动技能水平。概念很简单：基础技能如果得到改进，就可以分配给进行出舱活动（EVA）的航天员更加复杂的工作——这些航天员以前只有增加特定飞行训练要求才能进行EVA。在航天员试验项目一开始，EVA任务训练就包括航天员候选人（ASCAN）训练和特定飞行训练。EVAASCAN任务训练包括有限的课堂和工作手册指导，这是由4项中性浮力实验室（NBL）训练科目组成的，航天员候选人在他们职业生涯的第一年需要接受这些训练科目。

航天服软上躯干灵活性／尺寸调节系统研发

ILC Dover有限公司得到资金进行一项三年项目研发创新航天服压力服技术，可以保障更安全，更可靠和有效的载人空间开拓探索。

俄罗斯国际空间站乘组医学保健和健康维持经验

俄罗斯国际空间站（ISS）乘组的健康保健和工效维持体系主要包括方法、措施，以及通常所说的医学保健体系结构，这已经在俄罗斯“礼炮”号和“和平”号空间站在轨长期任务中得到验证。

舱外活动里程碑

1．第一次舱外活动 第一次舱外活动是由原苏联航天员Alexey Leonov于1965年3月18日，从“上升”号飞船出舱完成的。

长期航天飞行的医学保障和相关技术

介绍 本文叙述了以下几个方面的问题：（1）航天医学系统的先进概念；（2）医学保障需要；（3）零重力诊断和治疗相关技术问题的鉴定；（4）航天医学临床开发计划；（5）紧急援救和转移。

未来航天服上躯干结构的系统考虑（续）

材料方面的考虑 材料选择会影响表1列出的大多数系统需要考虑的事项。以下回顾提供了材料概念的对比。

适于先进航天服扩展性能测试的中性浮力技术

介绍 航天服设计是一个不断发展的领域，其目的是进一步提高航天员在太空或行星表面上的工作能力。随着与国际空间站（ISS）有关的舱外活动（EVA）大量增加，为改进美国航天飞机舱外活动装备（EMU）和俄罗斯“奥兰”航天服提供了一个持续不断的推动力。同样，火星载人飞行和重返月球任务提供了研发先进航天服系统的契机。