当时尚品牌遇上航天工程，会碰撞出怎样的火花？
近日，意大利奢侈品牌普拉达携手美国公理航天公司，联合推出新一代液冷通风服。这款装备是登月舱外航天服的核心内层，计划于2028年阿耳忒弥斯-4任务正式投入使用。这款特殊的“航天内衣”暗藏哪些黑科技？又凭借哪些先进设计守护航天员的太空作业安全呢？
▲ 新一代液冷通风服（右）
温差300℃，这件衣服来保命
理解液冷通风服的功能，需要从人类在太空环境中面临的热管理问题入手。
航天员在月表执行舱外活动时，身体的新陈代谢会产生大量热量，但一件大尺寸、多层结构的硬壳航天服会像移动的保温瓶一样难以散热。在真空环境下，空气稀薄到几乎不存在，人体无法通过传统的空气对流或汗液蒸发来降温。
与此同时，月球表面白天温度可高达100多摄氏度，夜晚则会骤降至零下180摄氏度以下，温差可达300摄氏度。对于航天员来说，在硬壳舱外服内部闷上数小时，不仅要承受来自外太空的极端高温和酷寒，更危险的是很有可能会被自己身体不断积累的热量“从内部烤熟”。因此，在航天员穿上外层航天服之前，必须再穿一层特制的内衣来维持体温恒定。
而液冷通风服的核心热控方案，正是通过遍布全身的细密冷却管网输送冷却液体来实现降温，这些管道如毛细血管般分布在航天服内层与人体贴合的表面，通过持续的液体循环带走热量。
简而言之，当冷却水在管路中流过贴近人体皮肤的区域时，热量会通过管道壁传导给冷却水，将热量从航天员体表剥离。随后，热量会被传送到航天服的便携式生命维持系统中，最终排散至太空环境。
从微观尺度看，当冷却水在直径为几毫米的管路中流过人体各节段时，通过冷却管路与基础服装之间的换热面积以及水与管壁的对流换热，将大量代谢热源源不断地带离航天员的体表。
这套换热网络近乎覆盖了人体躯干、四肢的所有主要肌肉群，确保航天员在高负荷的月面作业（地质采样、设备搬运等）中不会因为核心体温过高而出现问题。
▲ 液冷通风服中的内置冷却液导管
人体控温神器来袭
然而，仅靠基础的热交换模型仍不足以应对外太空这种极致严苛的环境。相比于阿波罗时代的传统液冷服，普拉达与公理航天公司联合设计的新款服装最大的进化在于引入了“全冗余冷却回路设计”。
简单来说，这样的设计意味着服装内部同时存在着主动力回路和一套处于待命状态的完整备份回路。
一旦主液冷回路因微陨石撞击、管路疲劳断裂或接头泄漏等意外出现故障，备份回路将以零延迟或在极短的时间内自动接管整个冷却回路。冗余冷却装置的存在确保了即使遇到极端情况，航天员也拥有持续调节体温的生命“双保险”。
值得一提的还有它的通风系统，其目的是在封闭的环境中持续提供舒适的呼吸环境。这个系统会将新鲜氧气输送到航天员面部，同时实时收集呼出的二氧化碳。
这些二氧化碳会在生命维持装置中被处理掉，之后氧气又会重新循环回来。这两种功能在整个长达8小时的空间行走过程中无缝协作，共同为航天员提供适宜的活动环境。
除此之外，普拉达团队利用3D数字建模技术，对服装版型进行了精确设计。管路的铺设路径绕开了肩关节、肘关节、髋关节和膝关节等活动幅度较大的区域，改用弹性织物过渡，既保持了整体线条的流畅感，又提升了活动自由度，同时也优化了长时间的穿戴体验。
在深空环境中，耐用性已成为设计理念的一部分，服装不仅需要运行无误，还必须在多次部署中保持性能完好。打造一种能够随时间的推移保持性能的冷却层，需要一种更常应用于豪华性能服装的材料，而非传统的航空航天系统所使用的材料。普拉达挑选的特种合成纤维便具备多次重复使用能力，可在多次任务中反复使用。
总的来说，这款看似简单的一件航天内层服饰，却是保障航天员生命安全、支撑其长时间月面作业的关键一环。这件跨界合作的“航天内衣”，不仅是航天装备技术迭代的生动体现，也将为人类持续探索月球、迈向深空筑牢坚实基础。
来源/《中国航天报·飞天科普周刊》
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