除了美食、wifi、玩偶 還有什么能讓航天員生活更舒適?
最近幾天,神州十二號成功將三位航天員送入我國空間站后,我們在感受國家科技創新再次取得重大成功時,也時刻關注著宇航員們在空間站中的一舉一動。三位航天員將在太空中駐留3個月,衣食住行都成為我們關心的話題。
得益于我國通信技術的強大,航天員隨身攜帶了便攜且易于安裝無線wifi設備,有了這個設備,航天員通過手機控制照明設備,還可以實現與地面高質量的視頻通話,進行實時直播,或是與關心他們的人進行聯系。而我們也可以通過高清直播,了解航天員在空間站中的生活,當一次“云”航天員。
為了讓航天員們在空間站中生活的更加舒適,更加順利的完成盡量多的實驗和探索任務,我國航天團隊不僅準備了豐盛可口的食物、wifi,還特別設計了多套不同功能的宇航服。航天服通常分為艙外航天服和艙內航天服,艙外航天服則由頭盔、航天服和液冷服組成,具有耐高溫、耐腐蝕、抗沖擊性強等特點,在航天員太空行走時提供保護。
艙內航天服則是航天員平時在艙內生活、工作時穿的便服,看起來相對簡單,但也蘊含乾坤,據本次航天服設計團隊說,“中國航天員專用服裝是以功能性和工效性優先,兼具美觀性的多功能服裝,服裝研發設計團隊在面輔料、色彩圖案,甚至服飾細部縫跡線都融入了中國特色時代元素,展現中國航天員作為中國夢的太空筑夢人和守護者的美好形象。”想要在太空中度過三個月的“宅男”生活,一套舒適的居家服必不可少。設計團隊為航天員們打造了各具功能的不同類型服裝,有的能夠幫助航天員在長時間太空飛行中起到對抗失重對人體肌肉的不利影響,有的還能呵護航天員調節他們的情緒和心情,同時還要考慮艙內光線環境下進行攝影、攝像和圖像傳輸后的顯示效果。
由此可見,為了讓航天員在太空中舒適的度過三個月的“宅男”生活,我們在衣食住行等多方面投入大量創新技術,實現了多項突破。那么還有哪些技術,可以在未來應用到航天之中,為航天員帶來更加舒適的太空生活?
當電子器件更加柔軟 航天員的太空生活將更加舒適
其實,現在就有一項新技術,可以為航天員增加“幸福感”,那就是柔性電子技術。不同于傳統堅硬的電子材料,柔性電子技術可以打造具有柔性的電子器件,不僅可以打造出更多形狀,還可以與布料、皮革等傳統柔性材料相結合。現在,已經有我國科技公司研制出了搭載全柔性屏的服裝、禮帽,不僅可以顯示圖片、播放視頻,還可以觸控交互,而且這樣的產品已經出現在生活之中。在索契世界杯上,柔宇科技的柔性屏禮帽就成為許多球迷關注的焦點;在FIBA立陶宛賽事中,為裁判員準備裁判服的tuta公司也與柔宇科技合作,為上場的裁判員準備了柔性屏裁判服;而在最近,騰訊旗下《全民奇跡2》手游、香港潮牌HATER SNAPBACK、柔宇科技三方跨界聯合,打造了一款全新的、專屬于《全民奇跡2》的時尚科技T-shirt。
從體育賽事到時尚潮牌,柔性屏顛覆了電子產品“硬邦邦”的傳統印象,與織物布料融合,成為打造服飾的全新高科技材料。而當我國航天員進入空間站后,我們不難發現,柔性屏更加適合航天場景。柔性屏與艙內宇航服相融合,在袖口、手腕處包裹柔性屏,航天員不再需要額外攜帶手機,只需摸一摸手腕,就能操控空間站溫度、開關燈光。要知道太空失重環境下,航天員的每個動作比在地球上麻煩數倍,即使省去類似掏手機這樣的操作,也能為航天員省去很多煩惱。
而且太空中環境復雜,看似安全的空間站生活卻不容一絲意外。柔性屏可以與體征檢測傳感器結合,將航天員健康狀態時刻顯示在衣服上,不僅能夠讓本人時刻了解自己的身體狀況,也可以讓其他航天員了解同伴的情況,在意外發聲的第一時間采取措施,降低風險。
此外,柔宇科技還在研發可拉伸的彈力柔性屏,并在此前國際知名的SID國際顯示周上展示了一款Micro-LED彈力柔性屏。這款屏幕除了彎折之外,還能實現拉伸、扭曲、旋轉等彈性形變,拉伸幅度可達到130%,透光率達60-70%,相當于汽車貼膜的透光率。可以附著于艙外航天服的頭盔內,在不影響航天員實現的情況下,將太空環境、工作計劃、注意事項等信息直接顯示在航天員眼前,輔助航天員艙外任務。
當電子器件更加輕薄,航天器將探索更深空處的未知
柔性電子對于航天飛行器來說,同樣擁有應用價值。重量一直決定航天飛行器性能的一個關鍵因素,重量更輕的火箭、飛船能夠攜帶更多備用燃料,用于在軌道出現偏差時進行變軌、姿態調整。此前在我國天問火星探測器就通過采用全新雷達探測設備,使用一套天線即可實現120°視場內任意方向的精確測量,極大降低了產品重量和體積。雷達設計師曾介紹,“相當于用 1套設備完成9套傳統設備的功能,意味著航天器可以攜帶更多科學載荷和燃料,完成更多的探測任務。”
同樣的,柔性電子器件通常比傳統剛性硬件輕薄許多。特別是對于屏幕來說,傳統剛性液晶屏幕需要背板和框架等部件,而基于OLED的柔性屏則不需要背板和堅固的框架,重量和體積都大幅降低。在保證外部框架堅固的基礎上,如果用柔性電子設備代替傳統電子設備,可以大幅降低設備重量,讓火箭、飛船等航天飛行器攜帶更多科學實驗設備和燃料。
柔性屏的這些優勢已經在航空領域得到證明,法國空中客車公司已經認識到柔性屏在重量和體積上的優勢,并主動選擇與柔宇科技合作,將柔性屏應用于機艙之中,替代傳統的液晶座椅頭枕屏,并在行李架等設施上安裝柔性屏,為旅客帶來更多智能交互體驗。據空客測算,如果一架大型客機上的所有液晶顯示設備都替換為柔性屏,重量將減少近一噸,可使一架飛機在一年期間內節省燃油費用近百萬美元。
不過,想要將柔性電子、彈力柔性屏應用到航天服中,還需要進行多次實驗驗證、測視。要知道,航天服需要能夠抵抗一定輻射、高溫,并且需要足夠穩定,才能確保不出意外。不過值得一提的是,在與空客的合作中,柔宇科技的第三代蟬翼全柔性屏已經在航空領域證明了自身的質量。要知道,飛機在設計、制造時,對艙內設備材料的穩定性、抗干擾型也有著嚴格的要求。
柔宇科技在自主研發全柔性屏的過程中,還研發出了智能力學仿真模型,可以根據不同材料組合、結構,測算屏幕彎折性能,也就是相當于為柔性材料建立了一個彎折性能數據庫。有了這項技術打底,再加入不同材料耐高溫、耐輻射性能的數據,就可以測算出哪些材料組合和屏幕結構能夠打造出適合太空環境的柔性屏。
從月背降落、到火星探險,再到三位航天員變身太空“宅男”,我國航天事業不斷樹立新的里程碑,讓我們看到我國航天技術的飛速發展。航天技術是一項高度綜合的科學技術,持續吸納著力學、熱力學、材料學、電子技術、計算機技術等各領域先進技術的創新成果。現在,柔性電子已經顯示出廣泛的應用空間和獨特價值。更輕、更薄、可彎折甚至可拉伸的柔性電子器件有著與傳統剛性電子器件完全不同的功能。將柔性電子引用于航天領域,在擁有更加舒適的太空生活環境和能夠攜帶更多燃料的飛船之后,我們可以更加長久的乘坐飛船探索太空,駛向更深空之處,探索未知的秘密。
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