蒋鹏飞:望宇登月服比飞天舱外服难在哪里?

2026年9月19日,首届航天医学工程大会在天津召开,中国航天员科研训练中心研究员张万欣披露,望宇登月服研制工作进展顺利,已攻克数十项关键技术。这套从2020年就开始研制的登月服,眼下处于初样研制阶段,2026年计划完成电性能、结构性能、热控环境等多项测试,之后转入正样研制。

咱们的“飞天”舱外服已经保障了27次空间站出舱活动,还创造了单次出舱9小时的世界纪录,一套服在轨用了4年跑了20次出舱,这技术难道还不够用吗?不够。月球上的问题,飞天服一个都解决不了。

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(图片来源:人民日报)

◍飞天服是为了飘,望宇要解决的是怎么走

飞天服是给微重力环境做的,航天员在空间站出舱,是飘在太空里干活,身体不承重,整套服装的机械设计核心是,手能动,工具能拿稳,压力别泄漏。这个前提在月球上全部失效。月球表面有重力,虽然只有地球的六分之一,但航天员确实要站着、走路、蹲下、弯腰、攀爬,有时候还要驾驶月球车。穿着几十公斤加压服在低重力下做这些动作,完全是一套新的力学问题。

飞天服的关节设计,没有为支撑身体重量优化,也没有按低重力下的步态力学做专门适配。你让一名穿着飞天服的航天员,在月面上蹲下去捡一块石头,服装关节的抗力,会让这个动作消耗大量体力。望宇登月服在腰、髋、腿、踝这些负重关节上重新做了结构配置,按低重力下的运动模式专门优化。研制团队介绍,整件服装比上一代减重约20%,核心功能模块集成度提高了30%以上,不是功能砍掉了,是设计做精了,同样的东西从一个大箱子塞进了一个小背包,减掉的每一克,是月面上少消耗的一分体力。

◍月尘对阿波罗宇航员的影响

阿波罗任务结束之后,尤金·塞尔南说月尘是“月球上最烦人的问题”,他没有说之一。月球上没有风、没有水,岩石在几十亿年的陨石撞击和温度急剧变化中一点一点被研碎,形成的尘埃颗粒极细、带有静电、棱角锋利,跟地球上经过长期风化水磨而变圆滑的沙粒完全不是一回事。月尘在阿波罗宇航员的头盔面窗上磨出了划痕,钻进了关节密封圈,磨损了运动部件,还挂在手套上弄进了舱内。到阿波罗17号任务的第三次出舱时,宇航员的手套关节,因为月尘磨损已经出现了问题。

望宇登月服专门设计了防尘结构,从工程设计上拦住月尘,进入关节和密封件的路径。面窗做成全景式防眩光设计,面积更大,视野更开阔,月尘即便附着在面窗外侧,也不会因为局部刮痕影响关键视角。头盔两侧集成了长短焦摄像机,能拍远景也能拍近景,航天员伸手采样,地面上的科学家几乎同步能看到手指在干什么,不需要等到返回地球才开始分析。

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(图片来源:新华社)

◍月球表面的极端温差

月球表面白天温度超过120摄氏度,夜里跌到零下180摄氏度,一个月轮换一遍。但比绝对温度更麻烦的是变化速率和日照角度。航天员站在月面,向阳面和阴影面的温度差极大,而且月球没有大气层,热量不能通过对流传递,只能靠辐射。飞天服用的隔热方案,是为空间站轨道环境设计的,那里的极端温度范围比月球表面的要窄。据了解,望宇的隔热保温体系重新做了配置,除了高效隔热保温材料之外,加热元件和冷却元件的位置与功率分配,也针对月面日照角度重新排布。

还有一点是,辐射防护也不是飞天服能直接复用的,空间站有地磁场提供一定的屏蔽,月球表面没有磁场保护,宇宙射线和太阳辐射直接照射月面。望宇的辐射防护设计针对这个差异做了单独的加强,面窗的防眩光设计也兼顾了减少辐射入射角的功能。

◍2030年前还剩什么要做

望宇登月服目前处于初样研制阶段,2026年转入正样阶段,在正样研制完成、通过地面验证测试之后,才有资格随任务飞赴月球。两名航天员要穿着它在月面上工作,地面验证要过真空、高低温、月尘、辐射这几道环境模拟考核关,少一项都不能放行,整个流程走完,时间很紧。

飞天航天服是我们用了多少年打磨出来的,这一点可以给望宇做参考。第一代"飞天"舱外服从正式立项到首次出舱,用了四年多;要是把上世纪九十年代就开始的技术跟踪和预先研究也算进去,这身衣服我们实验了十几年。望宇登月服2020年启动,按2030年前载人登月的时间表,研制窗口比飞天服当年还要紧。

一套正在打磨的登月服,数十项已攻克但尚未公布明细的关键技术,一条2030年前的时间线。目前中国航天已攻克了数十项关键技术,这是张万欣在大会上的原话,没有更具体的数字,但从研制方向和节点设置来看,这是一件认真在做、按节点在推的事。

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(图片来源:新华社)

可信资讯来源:

人民日报《望宇登月服研制进展顺利》

新华社《我国舱外航天服整体技术国际先进 登月服攻克数十项关键技术》

凤凰网《航天医学工程大会上新!这些重磅成果解锁太空探索新可能》

作者简介:蒋鹏飞,人民一号卫星与星云星座总设计师、高级工程师、科普作家。北京神飞航天应用技术研究院副院长,二十年商业航天一线研发,“蒋院长讲航天”新媒体科普矩阵主理人,著有航天科幻文学《你好人类:逆光行动》,少儿科幻短剧《逆光行动》,航天校内课程《航天梦想家》,在人民日报、大象新闻、抖音、视频号等20个平台开设航天科普栏目,年累计触达受众超1亿人次。

策划:航天知识局 审校:张丽 责编:韩嘉怡