Austriecii cercetează costumul spațial al viitorului

Diferite abordări sunt folosite pentru a dezvolta costumul spațial al viitorului. Cercetătorii austrieci joacă un rol important în acest sens.

Pentru a menține o persoană vie în spațiu, există o serie de puncte pe care trebuie să le îndeplinească un costum spațial. Trebuie să ofere oamenilor oxigen pentru a respira, trebuie să îndepărteze dioxidul de carbon expirat, trebuie să asigure suficientă presiune a aerului, trebuie să regleze temperatura exterioară și interioară, trebuie să protejeze radiațiile dăunătoare într-o anumită măsură și trebuie să o protejeze de particulele minuscule din spațiu, așa-numitele micrometeoriți. proteja. În afară de asta, o persoană ar trebui să se poată mișca cât mai bine în costumul său spațial.

De la primul zbor spațial uman din 1961, s-au înregistrat progrese uriașe în dezvoltarea costumelor spațiale. Profilurile aplicației s-au schimbat, de asemenea, semnificativ. De la salvarea vieții în situații de urgență, costumul spațial a devenit o a doua piele la ieșirea din nave spațiale sau la mersul pe Lună. Următorul pas este un costum spațial pentru aterizări cu echipaj pe alte planete - în primul rând pe Marte. Rezultatele cercetărilor din Austria aduc o contribuție semnificativă la acest lucru.

Constatări importante au fost obținute, printre altele, în timpul misiunii de cercetare „Marte 2013” care a avut loc în Maroc în februarie a anului precedent. Deșertul a găsit condiții comparabile cu suprafața lui Marte - condiții ideale pentru expunerea subiecților testați în costume spațiale simulate la diverse situații și sarcini. "Aveți nevoie de astfel de date de teren. Până în prezent, nu au existat aproape niciun proiect de cercetare la nivel mondial", spune directorul "Mars 2013", Gernot Grömer, de la Forumul spațial austriac.

Cosmonautul rus Alexander Samoukutyaev se scufundă

SUA SPACE SHUTTLE ENDEAVOR CREW TCDT WALKOUT

Astronauții Rick Mastracchio și Clayton Anderson n

Astronautul John "Danny" Olivas, misiunea STS-128 spe

Spacewalkers Mike Fossum și Ron Garan sunt asistenți

Naveta spațială Endeavour astronaut Andrew Feustel i

Astronautul NASA, Patrick, se menține pe noul cuis al ISS

Documentul NASA arată NASA Expedition 35 Flight Engin

Foaie foto a NASA a astronautului Mark Lee performant

Construcția unui costum spațial

Construirea unui costum spațial

Un costum spațial modern constă dintr-o multitudine de straturi, fiecare dintre ele îndeplinind funcții diferite. La exterior, un costum spațial este de obicei alb pentru a reflecta lumina soarelui. Țesăturile robuste, cum ar fi Kevlar, sunt amplasate direct sub capacul deschis la culoare, care este destinat să inhibe creșterea temperaturii atunci când este expus la radiații directe, pentru a proteja straturile de mai jos de fisuri. În țesutul lor există furtunuri cu apă, care sunt utilizate pentru reglarea căldurii.

Un alt strat mai adânc, corpul este învelit într-o coajă din material etanș la aer, în interiorul căruia este construită o atmosferă care are aproximativ o treime din presiunea aerului pe suprafața pământului. Presiunea corespunde condițiilor de pe vârful muntelui Everest, dar aerul este compus diferit. Trebuie să fie așa, altfel astronauții ar suferi de boală la altitudine. În loc de conținutul obișnuit de oxigen pământesc în respirația de 20%, un costum spațial oferă 100% oxigen.

În stratul de costum spațial sub presiune, astronauții poartă îmbrăcăminte specială care trebuie să absoarbă transpirația cât mai bine posibil, altfel viziera s-ar face ceață din cauza umezelii. Pentru misiunile de activitate extravehiculară (EVA), în care astronauții petrec până la nouă ore în costumul lor spațial, este de asemenea necesar să purtați un fel de scutec pentru adulți. Alunecarea rapidă prin dispozitivul de blocare a aeronavei către nava spațială sau toaleta stației spațiale nu este o opțiune.

Puteți bea într-un costum spațial printr-un paie conectat la o pungă cu o capacitate de până la doi litri. Un astronaut poate mânca, de asemenea, alimente sub forma unei variante de bare de cereale în interiorul costumului spațial. Casca unui costum spațial este de obicei din plastic. Găzduiește căști și microfoane pentru comunicarea dintre astronaut și nava spațială, stația spațială și controlul la sol.

Un astronaut se află într-un fel de balon în atmosfera pe care o poartă cu el. „Dacă aș avea o presiune de bar într-un costum spațial, aș fi ca un om Michelin umflat”, explică Gernot Grömer faptul presiunii reduse a aerului. Pentru a vă putea deplasa la jumătatea drumului, stratul de costum presurizat este ținut în formă de numeroase curele și curele, în special pe articulații sau în zona mâinilor.

Cu toate acestea, există rapoarte ale astronauților despre căderea unghiilor ca urmare a efortului fizic din interiorul costumelor spațiale în timpul EVA lungi, cum ar fi lucrările de reparații. "Așa a fost cazul unghiilor albastre. Dar mănușile au devenit mult mai bune", spune Grömer. "Astăzi există, de asemenea, abordări foarte neconvenționale ale ergonomiei. De exemplu, costumul spațial cu contrapresiune mecanică." Dar mai multe despre asta mai târziu.

Tipuri

Tipuri diferite

Yuri Gagarin, prima persoană din spațiu, purta un costum spațial care, la fel ca mulți americani sovietici și americani de după aceea, era conectat la nava spațială printr-un fel de cordon ombilical. De la misiunile Apollo, toate sistemele de susținere a vieții pot fi transportate într-un fel de rucsac, ceea ce înseamnă mai multă independență în expediții. La EVA, astronauții sunt încă conectați la vehiculele lor cu cârlige de prindere și cabluri ultra-robuste.

Cu ajutorul elementelor de fixare pe pantofi, astronauții se pot lega singuri de cochiliile exterioare ale stației spațiale sau de brațele robotului. Dar și navigarea gratuită în spațiu deschis este posibilă cu costumele spațiale. În 1984, NASA a folosit pentru prima dată Unitatea de manevră echipată (MMU), un fel de scaun cu centură cu duze de gaz. Astăzi, astronauții de la EVA poartă un modul numit Ajutor simplificat pentru salvarea activității extravehiculare (SAFER). Acest lucru funcționează ca un MMU și ar trebui să aducă astronauții înapoi pe nava lor spațială în caz că eșuează orice altceva.

Nu toate costumele spațiale sunt la fel de extinse ca cele pentru EVA. Unele, precum Advanced Crew Escape Suit, sunt folosite exclusiv pentru a supraviețui lansărilor de rachete și aterizărilor. În primele etape ale programului de navetă spațială, astronauții nici măcar nu purtau costume spațiale pentru decolări și aterizări. De la dezastrul Challenger din 1986, costumele spațiale au devenit din nou obligatorii. În plus față de echipament, costumele spațiale diferă și prin asamblarea lor.

Unitatea de mobilitate extravehiculară a NASA (UEM) concepută pentru EVA constă din elemente individuale pentru mâini, brațe, picioare, picioare, trunchiul inferior și superior, care sunt cuplate împreună cu elemente de fixare strânse. Costumul spațial rus Orlan, pe de altă parte, poate fi urcat printr-un hayon, ceea ce economisește timp. Pregătirea pentru un EVA durează deja ceva timp. „Pregătirea începe cu multe ore înainte de a te îmbrăca”, descrie Gernot Grömer. "Cu protocolul de pre-respirație, de exemplu. Astronautul respiră oxigen pur ca într-un costum spațial pentru a spăla azotul din circuit."

Testarea pentru Marte

Un costum spațial pentru Marte sau alte planete ridică provocări suplimentare. Pentru a găsi cele mai bune soluții posibile în acest sens, Forumul spațial austriac (ÖWF) a dezvoltat un simulator de costum spațial care poate fi modificat în multe moduri pentru a testa diferite scenarii. Cea mai recentă generație a acestui simulator, care este foarte asemănătoare cu un costum spațial pentru practica spațială, se numește Aouda.X. În urmă cu aproape un an, în februarie 2013, au fost efectuate câteva experimente cu Aouda .X în peisajul asemănător cu Marte al deșertului marocan.

"Ne-am uitat la ce articole sunt absolut necesare pentru o expediție pe Marte și unde există până acum puțină experiență. Asta se aplică costumelor spațiale", a comentat Gernot Grömer cu privire la motivația OeWF de a face față dezvoltării costumelor spațiale. Numeroși entuziaști ai spațiului voluntar au creat proiectul Aouda împreună cu instituțiile locale de cercetare. Acest lucru este finanțat prin parteneriate industriale și fonduri publice.

"În principiu, costumul nostru poate face puțin mai mult decât un costum real. L-am configurat uneori astfel încât să corespundă unui costum rusesc, uneori astfel încât să corespundă unui costum american. Vrem să înțelegem mașina foarte precis. La final, aveți în un costum spațial, dar nu la fel de mulți senzori ca noi ", spune Grömer, descriind capacitățile Aouda .X.

Cele mai importante descoperiri de până acum: „Trebuie să construiești un costum simplu și robust pentru Marte”. Datorită distanței față de Pământ, astronauții trebuie să poată întreține și repara costumele fără ajutor din exterior. Imprimarea 3D pentru producția de piese de schimb pare o opțiune logică. „De asemenea, trebuie să construiți mult mai multă autonomie în costumul spațial”, spune Grömer. Datorită întârzierii radio puternice la Controlul Misiunii, costumele spațiale trebuie să-și elibereze purtătorii de sarcini. De exemplu, trebuie să avertizeze utilizatorul atunci când anumiți parametri de alimentare ating valorile critice.

În acest scop, Aouda .X testează elemente de înaltă tehnologie, cum ar fi afișajele head-up, recunoașterea vorbirii, senzorii de accelerație în mănuși și controlul gesturilor. "Extinderea interacțiunii dintre astronauți și costumul spațial ar trebui să fie redusă la minimum. Costumul ar trebui să se regleze și să acționeze autonom. Încărcarea cognitivă a astronautului ar trebui redusă la minimum", spune Grömer .

În orice caz, ar trebui prevenite incidente precum cea din 16 iulie 2013. Astronautul italian Luca Parmitano (@astro_luca pe Twitter) a trebuit să-și abandoneze misiunea navei spațiale, deoarece apa din costumul său a pătruns în cască. Problema apei în greutate: se lipeste de piele și, dacă este suficientă, poate acoperi gura și nasul. "Acesta a fost cu siguranță un moment de groază pentru Parmitano. Dar sistemul de răcire este filigranat. Există zeci de linii și închideri", spune Grömer. "Aici poate apărea o scurgere. Pentru viitor, există planuri de a integra un fel de snorkel pentru situații de urgență".

Viitorul BioSuit

Conceptul viitor BioSuit

În viitor, costumele spațiale ar putea fi construite foarte diferit decât sunt astăzi. "Costumele spațiale sunt minuni inginerești. Practic, sunt nave spațiale miniaturale care asigură presiunea, oxigenul și controlul căldurii de care oamenii au nevoie pentru a supraviețui în vidul spațiului", spune profesorul MIT Dava Newman. "Cea mai mare problemă cu aceste costume este rigiditatea lor." De aceea, Newman și studenții ei dezvoltă un nou tip de costum spațial, BioSuit.

BioSuit nu crește presiunea necesară asupra corpului uman prin aer, ci printr-o potrivire exactă. Corpul este bandat și legat, așa cum ar fi, cu exact aceeași presiune care prevalează în costumele spațiale convenționale. "Rezultatul arată foarte sexy. Ca un costum de pisică", spune Gernot Grömer despre BioSuit. Un fost șef al NASA nu s-a putut abține să nu obțină o impresie similară, după cum raportează Wired: „Este întotdeauna bine să poți face diferența dintre un astronaut și un astronaut într-un costum spațial”.

În plus față de flexibilitatea îmbunătățită a utilizatorului, BioSuit oferă un alt mare avantaj: dacă se face o gaură în el, nu există pierderi imediate de presiune. În schimb, zona perforată poate fi pur și simplu reparată cu un fel de bandă electrică de înaltă tehnologie. Un specialist austriac în anatomie a oferit una dintre bazele BioSuit. Dr. Karl Langer a studiat mai întâi liniile de tensiune ale pielii umane în secolul al XIX-lea. Rezultatele sale sunt folosite astăzi pentru a testa BioSuit.

O mare problemă cu costumul spațial futurist este adaptarea exactă la purtător. „Forma corpului se schimbă în timpul unei călătorii de șase luni către Marte”, explică Gernot Grömer. Dava Newman este cu siguranță convins de conceptul lor. Un costum complet pentru teste într-o cameră de vid urmează să fie realizat în următorii trei ani.

Vezi costumul spațial al lui Franz Viehböck

Între timp, vă puteți scufunda în trecutul costumelor spațiale din Muzeul Tehnic din Viena. Ca parte a expoziției „Spațiu”, puteți vedea costumul spațial Sokol KV2, printre altele. Piesa a fost purtată în 1991 de Franz Viehböck, primul austriac din spațiu. De asemenea, este afișat kitul de somn pentru ISS, un fel de sac de dormit pentru stația spațială care a fost inventat în Austria și dezvoltat împreună cu călătorii spațiali.