从皮肤到星空，十四层材料，一只背包。剥开之后会发现：那件白色宇航服根本不是衣服，是一艘只够装下一个人的宇宙飞船。
人们以为宇航服首先是为了保暖。在地球上这个直觉几乎总是对的，真空里刚好相反。没有空气可以对流，热走不掉，冷也进不来，真空本身就是最好的保温瓶。真正的麻烦是人自己在发热。
阳光直射的低地球轨道，宇航服表面可以到摄氏一百二十度左右；翻进阴影，同一块布会掉到零下一百五十多度。冷热两端只隔一条头盔的弧线。人还在按自己的节奏干活：安静时产生大约一百瓦热量，像一盏亮着的灯泡；搬设备、拧螺栓，可以到三四百瓦，短时冲过八百瓦。这些热量如果排不出去，核心体温很快就会超出安全范围。所以这件衣服要同时做三件互相打架的事：把真空挡在外面，把氧气和气压留在里面，再把人产的热排到宇宙里去。
NASA把这套系统叫舱外活动装置（EMU）。1983年它第一次随航天飞机STS-6出舱，此后四十多年，美国宇航员几乎都套着这件白衣服在外面走路。地球上整套约一百二十七公斤，服装部分约三十八公斤，其余主要是背后的背包。工程师清点软体，会数出十一到十四层，差别在于液冷管和那五到七张镀铝薄膜算不算独立一层。
▲数字艺术家LeContemplateur把它剥成六件可以独自站立的「人体」。图上是六组功能，真正清点起来更细，逻辑就是这六组。
●贴身层：尿布、网眼和九十米水管
穿EMU之前，先穿的还不是宇航服。最里面是最大吸收服装（MAG），说白了就是成人纸尿裤。一次舱外活动六个半到八小时，中途不能解开任何一层，大约能兜住一两升液体。然后是通信帽，宇航员叫它「史努比帽」：耳机和麦克风缝在弹性帽子里，连到背包的无线电。有人还会再加一件薄内衣，把皮肤和后面那些硬管子隔开。
图里最右边的网眼连体衣，就是这组贴身层。尼龙经编，透气、贴身，不保压，不隔热，也不挡陨石。只提供一层跟皮肤好相处的界面。没有它，液冷管会在8小时里把皮肤勒出印子。
▲再往外是液冷通风服（LCVG）：尼龙和氨纶做成的紧身衣，里面织进七十到九十米细管，拆成四十多条回路，从后腰爬过胸背、大腿、小臂，再回到背包。冷却水大约每分钟1.8公斤，贴着皮肤把热带走。胸前的控制模块可以调节旁路，相当于给这套水冷加了一个温度旋钮。宇航员给它起过外号：意大利面服。
没有它，加压航天服就是一口密封的高压锅。真空不能对流，外层隔热又把辐射压得很低，人产的热只能积在里面。阿波罗之后，长时间出舱都带着这条水路。
水把热带到背包，真正把它扔掉的是多孔板升华器。循环的冷却水并不喷出去，喷出去的是另一路补给水：它在真空一侧结成冰，再直接从冰变成气，带走大量潜热。几乎没有运动部件，所以可靠。代价是消耗补给水，把热以蒸汽的形式扔进宇宙。头盔里同时还要有氧气流过面部，把二氧化碳、水汽和体热带回去处理。
●气囊层：不漏的气球，和勒住气球的布
液冷服外面，才算进入真正的宇航服。
加压气囊是涂了聚氨酯的尼龙牛津布，只做一件事：气密。维持大约4.3磅/平方英寸（psi，约29.6千帕）的纯氧。海平面是14.7 psi，五分之四是氮气。EMU把总压降到大约三成，气体换成纯氧，肺泡里并不缺氧气。缺氧不是主风险。主风险在另一头：压力再高，关节就会变成硬香肠。
▲所以气囊外面必须再套约束层，材料是涤纶，有的部位加上承力织带。气囊负责不漏，约束层负责不胀。没有约束，4.3 psi会把人吹成光滑人偶，手臂锁直，手指胀成五根胶囊。图里那件一圈圈横带、关节镂空的灰色人体，就是这条逻辑：带子吃掉沿圆周把圆筒撑开的力，裁片给肘、膝、肩留出弯曲的余地。
关节一弯，如果内部容积变了，人就在用肌肉对抗气压做功。EMU把肩、肘、髋、膝做成近似恒容的褶纹关节，有点像可弯的吸管，再在肩、腕加上轴承。每次设计问的都是同一件事：手臂能不能转到该到的角度，而不把里面那团氧气挤到别处。
4.3 psi是红线。再低，靠近体液的饱和蒸气压，水会在组织里变成气体，医学上叫体液沸腾——不是电影里的人体爆炸，但已经足够危险；再高，手套立刻变硬。美国舱外服四十年来挨着这根线走。俄罗斯海鹰服大约5.8 psi，预呼吸可以短一些，灵活度被拿走一截。
国际空间站舱内是14.7 psi的空气，服内是4.3 psi的纯氧，出舱前必须先吸一段时间纯氧，把组织里的氮气置换出来，否则降压时氮气会变成气泡，就是潜水员熟悉的减压病。这套预呼吸规程可以长达数小时。阿波罗指令舱本身就是大约5 psi的纯氧，几乎不必预呼吸——那是整艘飞船的大气制度给衣服买来的便利。国际空间站做不到，因为它还要防火，还要让人在里面至少住半年。
1966年12月14日，NASA技术员吉姆·勒布朗在休斯敦真空舱里测航天服，软管脱开，压力掉到大约0.1 psi，相当于三万六千米高空。他往后踉跄时，感觉舌头上的唾液开始冒泡，随后失去意识。大约八十七秒后，舱室加压到相当于四千多米高度，他醒过来，长期损伤几乎没有。真空不是把人撕开，它先从湿润的黏膜开始，把水变成蒸汽。
●盔甲层：银色保温瓶，白色外壳
▲约束层外面是热微流星体防护服（TMG）。图里那件皱巴巴的银色装备，是这一组里最好看的部分，却不是全部。
贴着约束层的是氯丁橡胶涂层尼龙，抗穿刺、抗撕裂，也给里面娇气的薄膜垫一层。中间是五到七层镀铝迈拉——手臂和腿上往往更多——薄膜之间用涤纶网隔开，免得贴死。最外面才是那件全世界都认识的白衣服。
镀铝薄膜干的是保温瓶的活。每一层铝把红外反射回去，真空里层与层之间几乎没有传导和对流，热只能靠辐射一点点跨过去。多层叠起来，等于把人装进一只开口极少的保温瓶。卫星、探测器外面那些金灿灿或银闪闪的「锡纸」，和这里是亲戚。宇航服不能靠变厚来解决问题，厚了就弯不了手臂。缝线是天敌，针脚会变成热桥，所以层与层要错开缝合，不给热量一条直路。
氯丁橡胶那一层常在科普图里被省掉，但工程师不敢省。微流星体和轨道碎片速度每秒十到七十公里，尺寸多半只有十分之一毫米到几毫米。TMG不是装甲板，更像简化的惠普尔防护：外层先把来袭物撞碎、撞热，碎片在夹层里散开，内衬再接住残渣，尽量不让它们碰到气囊。气囊一旦穿孔，4.3 psi开始往外跑。主氧和备用氧能撑的时间，是按小漏来算的，不是按开洞。
▲最外面那层叫正交织物（Ortho-fabric），把Gore-Tex（膨体聚四氟乙烯，防水、表面不容易老化）、Nomex（阻燃芳纶）和Kevlar（抗撕裂抗穿刺，防弹衣里那种）织在一起。它要耐磨、抗紫外线，被工具刮、舱壁蹭的时候不能把里面的薄膜撕开，还要在阳光下保持该有的反射率。
白色并不是审美需要。镀铝外壳不太吸收阳光，自身的热也散不出去；白织物吸收少、向外辐射红外强，正好是EMU需要的。
▲水星号和双子座号外面镀过铝；阿波罗1号火灾之后改成白色贝塔布，既为了阻燃，也为了把阳光弹回去。EMU把这条白线接了下来。俄罗斯「海鹰」也是白的。在没有空气的地方，颜色就是温度计。
▲白色宇航服包住的还有硬东西。上半身是玻璃钢做的硬式上躯干，像骑士的胸铠，头盔、背包、手臂、下躯干都挂在上面。宇航员从腰部钻进去穿衣服。头盔是聚碳酸酯气泡，外面还有遮光面罩、挡光板、灯和摄像头。那层著名的金膜把红外和可见光大部分弹回去，里面看出去是一个略暗的世界，外面看则是一面单向热镜。
整件衣服最难的一厘米在手套。手指要细、要弯，还要在4.3 psi下保持血供，指尖还得有加热器——阴影里的金属工具会把热从手指抽走。指甲脱落曾经是这行的职业病。这行里有一句几乎不算夸张的话：舱外宇航服的水平，最后卡在手套上。靴子在轨道上相对好说话，因为不走路。但登月任务会把这句话收回去。月尘是带静电的锋利硅酸盐碎屑，往所有缝里钻；南极永久阴影区比轨道阴影更冷。新一代月球靴和月球手套，正在把这组防护改成能在月面走路的版本。
●背包层：真正让人活下来的那只箱子
▲图最左边、上躯干背后那只白箱子，是便携式生命保障系统（PLSS）。没有它，前面十四层只是一套昂贵的密封袋。
背包里叠着几件事。主氧瓶补进纯氧，维持4.3 psi，并补偿泄漏和消耗。通风回路让氧气流过面部，再把呼出的二氧化碳送去吸收。水回路从液冷服回来，经升华器把热扔掉，再送回去。电池给泵、风扇、无线电和加热器供电。胸前那块模块是伸到前面来的仪表盘。肩上或背包顶上通常还有大约三十分钟的应急备用氧。
NASA把整套EMU称为「单人飞船」，这不是修辞。结构、密封、大气、热控、通信、电源、应急，飞船该有的它都有。差别只是载荷是一个人，推进靠两只脚，返回程序是回到气闸。一次出舱按六个半到八小时设计，代谢、二氧化碳、冷却水、电池，哪一条先触底，舱外任务就得结束。
▲这套1980年代的架构已经太老，撑不到下一次登月。
▲新一代月球服外层仍是白的，分层逻辑没有被推翻，只是还得多防月尘，以及更耐寒的靴子。
●剥到最后
▲从右往左看那张图：网眼、水管、白囊、绑带、锡纸、白甲。六件衣服。工程师的清单更细：尼龙、氨纶、九十米细管、聚氨酯尼龙气囊、涤纶约束、氯丁橡胶防撕、五到七张镀铝薄膜、正交织物，外加玻璃钢胸甲、金膜面罩，以及一背包的氧、水、碱和电池。十四层也好，十一层也好，不必在数法上较真。功能是同一句话：在没有大气的地方，给人临时做一件大气。
地球的大气层做这些事时显得漫不经心。头顶这一整柱空气替你挡住大部分陨石，滤掉紫外线，用对流把热从皮肤上拿走，用14.7 psi把体液按在液相里，用百分之二十一的氧让你不必预呼吸。EMU把这件事压缩到大约半厘米的叠层和一只箱子里，每一层都变得很关键。外层管穿刺和阳光，锡纸管辐射，绑带管形状，气囊管真空，水管管代谢，网眼管皮肤。哪一层罢工，人就得在几分钟到几十分钟里回到气闸。
宇航服不是衣服。衣服默认外面还有一个世界。宇航服默认外面什么都没有，世界必须被做在夹层里。那件白色宇航服之所以臃肿、笨拙、昂贵，是因为它把一整层行星，按一个人的尺寸，重新缝了一遍。
主要依据：分层与材料：NASA《穿上航天服去散步》（EG-1998-03-112-HQ）；《国际空间站利用指南》（2015）EMU剖面图。液冷与背包：约翰逊航天中心及ICES对液冷通风服、便携式生命保障系统（PLSS）的测试与说明。气压与减压：NASA医官办公室OCHMO-TB-037、OCHMO-TB-050。吉姆·勒布朗1966年真空舱事故，见吉尼斯世界纪录。外层与下一代：阿波罗1号火灾后的贝塔布更换；ICES-2025-56、ICES-2022-265。示意图：数字艺术家LeContemplateur。。」
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