探索走向太空的纺织品

然美国宇航局（NASA）宣布2030 年将人类送上火星，并安全返回地球的计划，但美国宇航局仍还有许多问题需要解决，其中最重要的问题还是，宇航员将穿什么？

新任务、新纤维、新面貌

美国宇航局的科学家和其他一些地方的科学家正从事着大量的研究，以期确定能为火星任务开发一些新产品。为了适应太空船和火星表面的新环境，需要生产一些对于宇航员来说，穿着舒适、活动方便的纤维、纺织品、服装。

宇航员们利用全新的Quest 密闭舱离开国际空间站

宇航员James F. Rsilly 是STS-104 任务的执行者，他与此次任务的另一名宇航员Michael L. Gernhardt 一起利用全新的Quest 密闭舱离开国际空间站，开始了第一次太空漫步，并载入了太空史册。这次任务的主要目标是安装和启动密闭舱，以完成国际空间站上的第二阶段建设。这个密闭舱由美国和俄罗斯提供，太空服由Boeing 公司在马歇尔航天飞行中心完成设计和制作。

为美国宇航局Johnson 空间站进行纺织品开发和测试的首席研究员Evelyne Orndoff 说：“新纤维、新面貌——我们希望有全新的产品。“清洁和消毒服装以及其他纺织品的方法在哪里？比棉更好的织物是什么？着火时，我们将有一个环境空气还是一个富氧环境？”

主要问题

01

阻燃

阻燃是首要关注的问题。在富氧气氛中，氧气越多，着火的可能性越大。太空纺织品制造商希望在太空船着火时，能尽可能地确保宇航员安全。

为此，美国宇航局正在探索一种使用改性腈纶纤维的材料，这种材料很难点燃，可以自熄灭。此外，改性腈纶纤维制成的服装质量非常轻。目前，这些纤维被美国国防部用于制造武装部队服装，其至关重要的原因是这种纤维防火。

NASA 宇航员在进行燃烧和阻燃试验

02

防尘和保暖

在设计太空纺织品，特别是外太空服装时，防尘是另一个必须要考虑的重要因素。理想的太空服应具有防尘性，并能抵抗其他环境问题。例如，如果在太空飞船外发生健康危害，太空服应能抵御它。

维克特纶（Vectran）是一种液晶芳香族聚酯纤维，其在极端环境下具有耐热稳定性，Final Frontier 公司采用其制造太空服。迪尼玛（Dyneema）是一种高强度的超高分子质量聚乙烯纤维，可用于制作防弹衣、钓鱼线、船帆、弓弦。其与维克特纶混纺，可用作太空服最外层材料，具有非常优异的强度，且质量轻、防尘、耐热稳定性好。

用于火星环境中的手套

上图是Final Frontier Design 公司为火星环境而制造的一只手套。以维克特纶作为外层与迪尼玛非织造布连接，具有高强度、质轻、耐撕破、防尘、穿戴舒适、耐热的特点。

太空训练服

训练服是创新的另一途径。在太空中，宇航员每天需训练约2 h，以防骨胳和肌肉萎缩。但是在太空中，他们仍会出汗，因为相比在地球上，在太空中会热得更快。

德国海恩斯坦研究院（Hohenstain Institute）的JanBeringer，是2014 年Spacetex 项目的负责人，在2014 年为国际空间站研究了训练服和纺织品。他说：“在太空中，热量和水分在地心引力为零的状态下扩散，与在地球上不同。”

Spacetex 计划于2018 年重返国际空间站。Beringer 希望通过采用新设计的纱线、织物、服装扩大试验范围，以期找到最佳的太空服装。

时尚的太空旅行

为即将到来的任务重新设计服装，给美国宇航局宇航员目前还相当有限的衣柜增添更多不同的服装，舒适性当然是最重要的，但是风格也很重要。首先，确定服装依旧会保持原先的形状和颜色，当然，无论是工作或是训练，都可以在一系列服装中挑选。此外，当商业太空旅行的可能性变得越来越大，这也激励着引入不同风格的太空服。

Southern 说：“传统阻燃纺织品通常是无印花或无特色的纯色Nomex，这相当令人厌烦。对于商业太空旅行市场，时尚就变得很重要。”

超细纤维

美国宇航局期望通过使用超细材料创造超轻压缩服装。美国宇航局最新的研究表明，国际空间站的宇航员穿着羊毛服装比棉织物感觉舒适的时间更长。这将有助于为火星任务创造出更耐久、更轻的服装。尤其是，美丽奴羊毛是替代棉的一个选择，且羊毛可以与其他材料混纺。

Orndoff 说：“我们可以设计羊毛，优选的纤维和羊等，从而生产17~18 μm 超细羊毛。”同时，她表示腈纶可以被纺成新型超细纱线，用于制造超轻面料。

展望

在火箭离地升空前往火星前，还有许多的研究要做，不仅要开发新纤维，还有如何利用我们现有的材料进行设计开发。

Orndoff 说：“即使这些纤维已经存在，还存在从纺纱到纺织品到成衣对纤维强度的影响问题。理想的状态是开发新材料，同时也使用现有的可用的材料，以应对三年任务。”

2030 年已是不远的将来，但是在飞船能离开地球前往火星前，还有很多工作要做。现在，科学家将继续探索现有的纤维。为了确保我们在登陆火星时，不仅有安全、舒适、质轻、阻燃、能处理外星环境的装备，还能让我们在工作时感觉非常时尚。