Η NASA στοχεύει στην επιστροφή στη Σελήνη το 2024.
Για να πετύχουν αυτό το έργο-μαμούθ, χρειάζονται έναν πύραυλο (το SLS), μια σεληνιακή προσεδάφιση καθώς και διαστημικές στολές.
Σε αυτό το blog post, θα σας παρουσιάσουμε τη μελλοντική διαστημική στολή της NASA, την xEMU.
Καλή εξερεύνηση!?
Ο πρόγονος της στολής EMU: η A7L
Η σήμερη διαστημική στολή στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό, σχεδιασμένη πριν από 40 χρόνια για τις εξωδιαστημικές δραστηριότητες του διαστημικού λεωφορείου, θα απογοήτευε κάθε σεληνιακό περιπατητή. Ο βετεράνος του διαστήματος Τομ Τζόουνς εξετάζει πώς η NASA θα κατασκευάσει μια σεληνιακή στολή εγκαίρως για την προγραμματισμένη σεληνιακή επιστροφή το 2024….
Οι διαστημικές στολές A7L του Νιλ Άρμστρονγκ και του Μπαζ Όλντριν επέτρεψαν τον πρώτο περίπατο στο φεγγάρι, αλλά είχαν λακούνες σημαντικές όσον αφορά την ευκαμψία, την εσωτερική άνεση, την ελιξιμότητα των γαντιών και την επιβιωσιμότητα. Ο Άρμστρονγκ, κατά τη διάρκεια ενός τεχνικού απολογισμού μετά την επιστροφή του στη Γη, είπε: “Θα πρέπει να βελτιώσουμε αυτή τη στολή ώστε να μπορείς να γονατίζεις και θα πρέπει να δουλέψουμε περισσότερο πάνω στην κινητικότητα των γαντιών ώστε να μπορούμε να κάνουμε περισσότερα πράγματα στην επιφάνεια του δορυφόρου μας”.
Αν το πρόγραμμα Άρτεμις της NASA καταφέρει να στείλει αστροναύτες πίσω στη Σελήνη, οι εξερευνητές αυτοί θα χρειαστούν μια νέα στολή επιδόσεων, που θα επωφελείται από την εμπειρία του Απόλλων, του Διαστημικού Λεωφορείου και θα ενσωματώνει τους καρπούς των τεχνολογικών επενδύσεων της NASA για περισσότερες από δύο δεκαετίες.
Αριστερά: Η διαστημική στολή του Neil Armstrong για το Apollo 11.
Δεξιά: Ο Andrew Morgan σε μια EMU κατά τη διάρκεια ενός διαστημικού περιπάτου από τον ISS.
Ένα ανταποδοτικό παρελθόν: η EMU
Η σημερινή Μονάδα Εξωσωματικής Κινητικότητας, ή EMU, σχεδιάστηκε στα τέλη της δεκαετίας του 1970 για διαστημικούς περιπάτους από το Διαστημικό Λεωφορείο.
Ο Tom Jones φορούσε EMU σε τρεις διαστημικούς περιπάτους από τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό. Ο ίδιος εξηγεί ότι η σωσίβια είναι ανθεκτική, αλλά άκαμπτη και προσφέρει περιορισμένη κινητικότητα.
Ένας αστροναύτης 73 κιλών στο εσωτερικό της ζυγίζει 145 κιλά. Αυτή η μάζα είναι πάντα παρούσα στο διάστημα και ο αστροναύτης πρέπει να κινείται και στη συνέχεια να σταματά. Τα πόδια της σωσίβιας δεν σχεδιάστηκαν για περπάτημα- στο ISS, χρησιμεύουν απλώς ως άγκυρες για τα ποδοστάσια.
Επιπλέον, το εξωτερικό ύφασμα και τα συστήματα υποστήριξης της ζωής σχεδιάστηκαν για να λειτουργούν στο κενό του διαστήματος, όχι σε μια Σελήνη ή σε μια σκονισμένη πλανητική επιφάνεια.
Το πρώτο πρωτότυπο xEMU: η σειρά Z
Το 2012, η NASA ξεκίνησε την ανάπτυξη της συσκευής Z-1 suit. Η δεύτερη έκδοση (Z-2) εμφανίστηκε λίγο αργότερα. Αυτά τα πρώιμα πρωτότυπα είναι οι πρόγονοι της xEMU.
Η νέα στολή της NASA: η xEMU
Ακολουθεί ένα σύντομο εισαγωγικό βίντεο για τη στολή xEMU.
Ο στόχος της NASA είναι λοιπόν να “αναπτύξει μια διαστημική στολή εξερευνητικού τύπου” εξηγεί μέσω ηλεκτρονικού ταχυδρομείου η Liana Rodriggs, υπεύθυνη του προγράμματος xEMU στο Διαστημικό Κέντρο Johnson. Παραλλαγές του σχεδιασμού θα επιτρέψουν στους αστροναύτες του Artemis να περπατήσουν στο φεγγάρι ή να εργαστούν έξω από τη σχεδιαζόμενη σεληνιακή γέφυρα ή την τρέχουσα ISS. Η υπηρεσία σχεδιάζει να κατασκευάσει τρεις στολές xEMU στο εσωτερικό της Johnson, εγκαίρως για δοκιμές στον ISS και επιστροφή στη Σελήνη το 2024.
Η xEMU θα αξιοποιήσει τα διδάγματα του Apollo, την εμπειρία δεκαετιών της EMU πάνω στο διαστημικό λεωφορείο και τον ISS./b>, καθώς και εργαστηριακές και επιτόπιες δοκιμές εννοιών συνδυασμού επιφανείας που χρονολογούνται τουλάχιστον από το 1989. Ο νέος σχεδιασμός θα αντιμετωπίσει τις ελλείψεις της EMU του ISS, θα ενσωματώσει εξελίξεις στην κινητικότητα και τα συστήματα υποστήριξης της ζωής και θα μπορεί να συντηρηθεί στο κενό του διαστήματος ή σε ένα σεληνιακό φυλάκιο. η φάση Ι της xEMU θα προορίζεται για το ISS ή τον σεληνιακό σταθμό.
Ο κορμός της στολής θα είναι ένα κέλυφος από αλουμίνιο με μια πίσω καταπακτή εισόδου, όπως αυτή της Ρωσικής στολής Orlan. Η οπίσθια είσοδος μειώνει τις στρεβλώσεις που απαιτούνται για να φορέσει κανείς τη στολή, και οι ώμοι έχουν γωνία προς τα εμπρός, ευθυγραμμιζόμενοι πιο φυσικά με τα χέρια και τους ώμους του αστροναύτη. Αντίθετα, η σημερινή EMU πρέπει να φορεθεί με στροφή από κάτω, αναγκάζοντας τους ώμους να στρέφονται περισσότερο προς τα αριστερά και τα δεξιά, ένας προσανατολισμός που έχει συμβάλει σε μακροχρόνιους τραυματισμούς στους ώμους των αστροναυτών.?
Η στολή αστροναύτη της NASA Φάση Ι θα εισάγει ένα επανασχεδιασμένο κράνος με καλύτερη ορατότητα. προς τα κάτω και ένα ενσωματωμένο σύστημα μικροφώνου και ηχείων, εξαλείφοντας το ιδρωμένο “καπέλο Snoopy” που πάντα φαινόταν να γλιστράει πάνω από τα μάτια των αστροναυτών. Για αποστολές μακριά από τη Γη, το κράνος θα μπορεί επίσης να ενσωματώνει προβαλλόμενα γραφικά που θα εμφανίζουν παραμέτρους του συστήματος υποστήριξης ζωής, διαδικασίες και εξοπλισμό αναφοράς.
Η Amy Ross, υπεύθυνη του υποσυστήματος πίεσης της xEMU, δήλωσε ότι ο συνδυασμός της φάσης Ι/b> θα δοκιμαστεί για πρώτη φορά εκτός του ISS στα μέσα του 2023. Αυτή η δοκιμαστική στολή θα είναι ένα υβρίδιο, που θα ενσωματώνει το νέο κορμό και το σύστημα υποστήριξης ζωής, αλλά με γάντια, πόδια και μπότες που θα μεταφερθούν από τις τρέχουσες EMU. Ένας αστροναύτης από την xEMU θα δοκιμάσει τη νέα στολή ενώ θα συνοδεύεται από ένα μέλος του πληρώματος από την κανονική EMU του ISS.
Αναβαθμισμένος εξοπλισμός
Οι αστροναύτεςδεν μπορούν να επιβιώσουν και να εργαστούν αποτελεσματικά στην εξωτερική ενόςδιαστημοπλοίου χωρίς ένα φορητό σύστημα υποστήριξης της ζωής για την παροχή οξυγόνου, την τροφοδοσία των μπαταριών, την ψύξη και την απομάκρυνση του CO2 από τη στολή.
Το σημερινό σακίδιο πλάτης του PLSS παγιδεύει το CO2 με την κυκλοφορία του αέρα μέσα από ένα κουτί με σωματίδια οξειδίου του αργύρου. Αυτό το κουτί μπορεί να αποβάλει το CO2 για οκτώ ώρες. Πίσω στο εσωτερικό του ISS, ένας θάλαμος θέρμανσης αναγκάζει τα επαναχρησιμοποιούμενα φυσίγγια να απελευθερώσουν το CO2 τους, το οποίο εκτονώνεται στη θάλασσα. Αντίθετα, το νέο PLSS θα είναι εξοπλισμένο με ένα απορροφητικό, σταθερά ανανεώσιμο, που αποτελείται από αμίνες (οργανικές ενώσεις που περιέχουν άζωτο).
Ένα βελτιωμένο σύστημα ψύξης
Ακολουθεί το ζήτημα της ψύξης. Το PLSS της EMU του σήμερα αντλεί νερό ψύξης μέσω μιας εσωτερικής επένδυσης που αποτελείται από λεπτούς σωλήνες. Το νερό που κυκλοφορεί γύρω από τον κορμό και τα άκρα απορροφά τη θερμότητα που παράγεται από την εργασία και τον κυτταρικό μεταβολισμό του αστροναύτη. Αυτό το θερμαινόμενο νερό κυκλοφορεί μέσω ενός υπολιματιστή που βρίσκεται στο σακίδιο, όπου η ξεχωριστή πηγή νερού ρέει σε ένα πορώδες μεταλλικό μπλοκ, όπου ψύχεται και παγώνει με την απευθείας εξάχνωση σε ατμό στο κενό του διαστήματος. Αυτός ο πάγος που σχηματίζεται από την εξάχνωση ψύχει το θερμαινόμενο νερό στη στολή, το οποίο στη συνέχεια επανακυκλοφορεί για να ψύξει τον αστροναύτη.
Παρά ταύτα, οι μικροσκοπικοί πόροι αυτού του υποασβεστήρα και του διαχωριστή αέρα-νερού είναι ευαίσθητοι στο τις ακαθαρσίες του νερού– η απόφραξη μπορεί να προκαλέσει απώλεια της ψύξης και ακόμη και να ωθήσει νερό μέσα στο κράνος.
Το xEMU PLSS επιλύει αυτό το πρόβλημα και αποφεύγει την ανάγκη για ξεχωριστή παροχή νερού επιτρέποντας σε μέρος του νερού από την επένδυση ψύξης να εξατμίζεται απευθείας στο espac μέσω μιας διαπερατής μεμβράνης. Αυτή η συσκευή ονομάζεται “SWME” . Το SWME “έχει ήδη περάσει εκατοντάδες ώρες σε δοκιμές και δεν είναι τόσο ευαίσθητο στην ποιότητα του νερού”, λέει ο Ross.
Αν η ομάδα του μπορέσει να επιτύχει την απαιτούμενη ποιότητα κατασκευής, το SWME θα πρέπει να είναι ένας αξιόπιστος ψυκτήρας/b> και ανθεκτικός που λειτουργεί στο διαστημικό και στην λεπτή ατμόσφαιρα του Άρη.
Κατεύθυνση προς το φεγγάρι για τη στολή xEMU
Ακολουθεί η πλήρης παρουσίαση της νέας διαστημικής στολής της NASA.
Η φάση ΙΙ (επιφάνεια Σελήνης) αυτή η στολή αναπτύσσεται παράλληλα με τη φάση Ι. Η βιομηχανική ομάδα της NASA σχεδιάζει να προσαρμόσει το σχέδιο της Φάσης Ι για την επιφάνεια της Σελήνης με την προσθήκη μιας επίστρωσης στο κάτω μέρος του σώματος που θα παρέχει πολύ μεγαλύτερη επιφανειακή κινητικότητα από το σχέδιο Apollo. “Εργαζόμαστε σε πρωτότυπες στολές τουλάχιστον από το 1989, γεγονός που μας δίνει μια καλή ιδέα για το πώς μπορούν να συναρμολογηθούν αυτά τα εξαρτήματα. Θα βασιστούμε σε αυτό που έχουμε – πιθανότατα ένα ισχίο με δύο έδρανα με μαλακά υλικά μεταξύ των δύο εδράνων που θα σου επιτρέπουν να περπατάς όπως θέλεις”, εξηγεί ο Ross.
Οι σεληνιαστές θα πρέπει να είναι σε θέση να περπατούν, πηδούν, να σκύβουν, να σκυβούν και ακόμη και να γονατίζουν στην επιφάνεια της Σελήνης. Αλλά ο Ρος λέει ότι “το να βάλουμε ένα κέλυφος σε έναν άνθρωπο και να του ζητήσουμε να κινηθεί σαν άνθρωπος είναι μια μεγάλη πρόκληση. Πιθανότατα δεν θα μπορέσουμε ποτέ να κάνουμε κωλοτούμπες” .?
Αποκλεισμός της σεληνιακής σκόνης
Εκτός από την προστασία των ποδιών, η νέα στολή της NASA θα χρειάζεται μια στολή προστασίας του περιβάλλοντος./b>, ένα εξωτερικό στρώμα για την προστασία του χρήστη από την υψηλή θερμότητα, τους μικρομετεωρίτες και την διείσδυση σκόνης. Οι στολές Apollo υποβαθμίστηκαν γρήγορα από μικροσκοπικούς κόκκους σκόνης που εισχωρούσαν στους μηχανισμούς των αρθρώσεών τους.
Το λευκό εξωτερικό προστατευτικό στρώμα της σημερινής EMU είναι κατασκευασμένο από ένα ορθοπεδικό ύφασμα, ένα μείγμα Gore-Tex, Kevlar και Nomex. Σύμφωνα με τον Ross, το “Ortho-Fabric” είναι ένα υφαντό υλικό γεμάτο τρύπες – όχι αυτό που θέλεις για να απωθείς τη σκόνη. Η ομάδα του αναζητά υφή και βιολογικής έμπνευσης επιστρώσεις, όπως οι μικροσκοπικές αυτοκαθαριζόμενες τρίχες στα πόδια των γκέκο, για να βοηθήσουν στην απώθηση της σκόνης.
Ενισχυμένα γάντια και μπότες
Τα γάντια της φάσης VI του ISS EMU, όπως αυτά που φορούσε ο Tom Jones στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό, δεν είναι τέλεια, αλλά έχουν αρκετή επιδεξιότητα για τις πρώτες σεληνιακές αποστολές.?
Για να τα μεταφέρουμε στις νέες στολές, πρέπει να προσθέσουμε ένα πρόσθετο εξωτερικό στρώμα για τις σεληνιακές επιστημονικές αποστολές. Όσο για τις μπότες, χρόνια δοκιμών πεδίου σε πρωτότυπες στολές έχουν δώσει στην ομάδα ένα πλεονέκτημα στο σχεδιασμό τους.
Ένα σφιχτό χρονοδιάγραμμα για το πρόγραμμα xEMU
Το 2023, το πρόγραμμα xEMU πρόκειται να παραδώσει τρεις μονάδες πτήσης: δύο για την πρώτη σεληνιακή προσεδάφιση Αρτέμιδος το 2024 και την πρώτη σεληνιακή προσεδάφιση.b>μια για την επίδειξη του νέου συνδυασμού στο ISS. Ο Rodriggs, υπεύθυνος του έργου, λέει ότι οι δοκιμές στον ISS το 2023 θα μπορούσαν να “επεκταθούν έως και ένα χρόνο για να αποδειχθούν οι δυνατότητες του xEMU”. Λέει ότι οι δύο στολές xEMU για την επιστροφή στη Σελήνη θα τελειώσουν στις αρχές του 2023.
Για να τηρήσει αυτό το χρονοδιάγραμμα, η Rodriggs έχει 45 άτομα προσωπικό και 170 εργολάβους υπό τη διεύθυνσή της, μια ομάδα που θα συνεχίσει να αυξάνεται καθώς περνούν οι μήνες για να ενσωματώσει τις νέες δυνατότητες των στολών και να τηρήσει την προθεσμία Artemis.
Υπάρχουν ήδη δέκα εταιρείες διασκορπισμένες στις ΗΠΑ που αναπτύσσουν στοιχεία για το xEMU. Μετά τις δοκιμές σε τροχιά και την αρχική αποστολή πίσω στη Σελήνη, η NASA σχεδιάζει να αναζητήσει έναν ή περισσότερους βιομηχανικούς εταίρους από αυτή την ομάδα για την κατασκευή αρκετών στολών και τη συντήρησή τους στον ISS και σε μελλοντικές αποστολές στη Σελήνη και τον Άρη.
Η στολή xEMU έχει λαμπρό μέλλον
Εικόνα από έναν καλλιτέχνη, Nasa.
Η NASA προσπαθεί εδώ και περίπου εικοσαετία να εισάγει μια νέα διαστημικό συνδυασμό, προσπάθειες που έχουν μπλοκαριστεί από την έλλειψη χρηματοδότησης (κυρίως για πολιτικούς λόγους). Τα χρήματα είναι πάντα ο κρίσιμος παράγοντας στη διαστημική βιομηχανία. Ωστόσο, λέει ο Ross, “Σήμερα, η οικονομική μας κατάσταση έχει αλλάξει. Το κουτί του προϋπολογισμού ανοίγει και έχουμε επαρκείς πόρους για να παράσχουμε την εμπιστοσύνη να τηρήσουμε το χρονοδιάγραμμα. Η NASA είναι σοβαρή στο να το κάνει – και να το κάνει εγκαίρως.”
Ελπίζουμε ότι έχετε μάθει όλα όσα πρέπει να ξέρετε για τη διαστημική στολή xEMU.
Μάθετε για τη νέα SpaceX suit, αυτή που πέταξε πάνω στο Crew Dragon.
Αν σας ενδιαφέρουν και άλλα θέματα που σχετίζονται με τη NASA, μπορείτε να επισκεφθείτε το ιστολόγιό μας.
Τα λέμε σύντομα στο The Little Astronaut!?
Ανακαλύψτε το παρακάτω άρθρο μας: μαγνητική διαστημική λάμπα