海军　陈　裕

　　火星是距地球最近的行星，承载着人类无数的遐想和希望。如今，这个距离地球1.9亿千米的行星离我们“越来越近”。

　　日前，有报道称美国国家航空航天局(NASA)预定于2018年派宇航员登陆火星，这意味着人类很有可能在不久的将来实现登陆火星计划。

　　为完成火星表面勘查，宇航员必须在火星表面从事一些艰苦的活动，诸如挖土取样、攀缘岩石和长途步行等。根据美国NASA火星登陆顾问部的预计，这些活动将持续500多天。由于艰苦的作业、复杂的地形和长时间使用等原因，以前的空间活动中从未发生的宇航服磨损和撕裂问题将可能变得尤为突出。因为火星大气有毒，宇航员到达火星后，只能在注入新鲜空气的封闭空间内生活。外出“探险”则需穿上密封制服。因此，宇航员在火星上的安全完全依靠火星服，火星服损伤的自修复技术值得高度关注。

　　基于现代航天技术与纳米科技的发展趋势，有专家认为未来火星服损伤的自修复可通过一种装配纳米机器人和一种火星服修复机器人(MRN，Marssuit RepairNanorobot)来共同完成，而这些纳米机器人的操纵、传感、控制方法、能量转换以及火星服集成等问题也可通过相应的纳米技术方案予以解决。

火星服可能受损

　　在火星上，赤道平均温度是223K(-50℃)，两极平均温度是143K(-130℃)，这种温度的大幅度变化及恶劣的火星环境会导致很多意外发生，如影响液体的黏性，降低材料的弹性，甚至可能造成火星服的撕裂。由于纳米碳管具有杨氏模量(材料力学中的一个概念，就是弹性模量，由英国物理学家托马斯·杨提出)大、比强度高、不发生永久变形等特点，已成为制作未来火星服材料的首选。尽管如此，这种纳米碳管材料制作的火星服在火星环境下依然可能发生以下多种形式的损伤：

　　撕裂损伤。它是指火星服由于摩擦或裂痕造成的材料层与层之间的分离。一条裂缝产生的原因有很多，可能是由一些锋利的器具造成的，也可能是与尖锐岩石的摩擦造成的。

　　刺穿损伤是指火星服上被刺出孔洞。这些孔洞的存在常常会诱发更大的损伤。刺穿损伤产生的原因有可能来自某个机械装置偶然“发射”的小零件，也有可能来自宇航员随身携带的凿子等地质勘测工具。

　　磨损问题。和牛仔裤一样，一条新的裤子往往比较坚韧，但慢慢地膝盖或臀部的面料会变的越来越薄。磨损是一个渐进的过程，它不像前面提到的两种损伤方式会突然造成宇航服的破损，但它最终仍会导致破坏的发生。

　　在地球上，上述几种损伤对人体不会有太大影响，但在火星上，前两种损伤将是致命的，可导致火星服漏气，直接影响到宇航员的生命安全。因此，火星服的修复方案必须能够使宇航员留在作业区继续工作，或者使宇航员有足够的时间安全返回基地。