NASA:n tavoitteena on palaaminen Kuuhun vuonna 2024.
Tämän mammuttihankkeen onnistumiseksi he tarvitsevat raketin (SLS), lunarilanderin sekä avaruuspuvut.
Tässä blogikirjoituksessa esittelemme sinulle NASAn tulevaisuuden avaruuspuvun, xEMU.
Hyvää etsintää!?
EMU-puvun esi-isä: A7L
Kansainvälisellä avaruusasemalla oleva nykyinen avaruuspuku, suunniteltu 40 vuotta sitten avaruussukkulan lentokoneen ulkopuolisia toimintoja varten, turhauttaisi kenet tahansa kuukävijän. Avaruusveteraani Tom Jones tarkastelee, miten NASA rakentaa kuupuvun ajoissa ennen vuonna 2024 suunniteltua kuuhun paluuta…?
Neil Armstrongin ja Buzz Aldrinin A7L-avaruuspuvut mahdollistivat ensimmäisen kuukävelyn, mutta niissä oli lacunae merkittäviä joustavuuden, sisäisen mukavuuden, hanskojen ohjattavuuden ja eloonjäävyyden kannalta. Armstrong sanoi teknisessä debriefingissä palattuaan Maahan: ”Meidän pitäisi parantaa tätä pukua niin, että voit polvistua, ja meidän pitäisi työskennellä enemmän käsineiden liikkuvuuden parissa, jotta voimme tehdä enemmän asioita satelliittimme pinnalla.”
Jos NASAn Artemis -ohjelma onnistuu lähettämään astronautit takaisin Kuuhun, nämä tutkimusmatkailijat tarvitsevat uusi suorituskykyisen puvun, joka hyötyy Apollo-ohjelman ja avaruussukkulan kokemuksista ja johon on sisällytetty NASAn yli kahden vuosikymmenen teknologiainvestointien hedelmiä.
Vasemmalla: Neil Armstrongin avaruuspuku Apollo 11:ssä.
Oikealla: Andrew Morgan EMU:ssa avaruuskävelyllä ISS:ltä.
Palkitseva menneisyys: EMU
Nykymuotoinen Extravehicular Mobility Unit eli EMU suunniteltiin 1970-luvun lopulla avaruussukkulasta tehtäviä avaruuskävelyjä varten.
Tom Jones käytti EMU:ta kolmella avaruuskävelyllä kansainväliseltä avaruusasemalta. Hän kertoo, että puku on kestävä, mutta jäykkä ja tarjoaa rajoitetun liikkuvuuden.
73 kiloa painava astronautti painaa sisällä 145 kiloa. Tämä massa on aina läsnä avaruudessa, ja astronautin on liikuttava ja sitten pysähdyttävä. puvun jalat eivät ole suunniteltu kävelyä varten; ISS:ssä ne toimivat vain ankkureina jalkatukia varten.
Lisäksi ulkokangas ja elämää tukevat järjestelmät suunniteltiin toimimaan avaruuden tyhjiössä, ei Kuun tai pölyisen planeetan pinnalla.
Ensimmäinen xEMU-prototyyppi: Z-sarja
Vuonna 2012 NASA aloitti Z-1-puvun kehittämisen. Toinen versio (Z-2) ilmestyi jonkin aikaa myöhemmin. Nämä varhaiset prototyypit ovat xEMU:n esivanhempia.
NASAn uusi puku: xEMU
Tässä on lyhyt esittelyvideo xEMU-puvusta.
NASAn tavoitteena on siis ”kehittää tutkimusmatkailutyyppinen avaruuspuku”. Liana Rodriggs, xEMU-projektipäällikkö Johnsonin avaruuskeskuksessa, kertoo sähköpostitse. Mallin muunnelmat mahdollistavat sen, että Artemis-astronautit voivat kävellä kuussa tai työskennellä suunnitellun kuusillan tai nykyisen ISS ulkopuolella. Virasto aikoo rakentaa kolme xEMU-pukua itse Johnsonilla, jotta niitä voidaan testata ISS:llä ja palata Kuuhun vuonna 2024.
XEMU hyödyntää Apollosta saatuja kokemuksia, EMU:n vuosikymmenten kokemusta avaruussukkulassa ja ISS:llä./b> sekä laboratorio- ja kenttäkokeisiin pintayhdistelmäkonsepteista, jotka on tehty ainakin vuodesta 1989 lähtien. Uudessa mallissa korjataan ISS:n EMU:n puutteet, otetaan huomioon edistysaskeleet liikkuvuudessa ja elämää tukevissa järjestelmissä, ja sitä voidaan huoltaa avaruuden tyhjiössä tai kuun etuvartioasemalla. Vaiheen I xEMU malli on tarkoitettu ISS:lle tai kuuasemalle.
Nasan astronauttipuvun vaihe I myötä käyttöön tulee uudelleen suunniteltu kypärä, jossa on parempi näkyvyys. alaspäin ja integroitu mikrofoni- ja kaiutinjärjestelmä, joka poistaa hikisen ”Snoopy-lippiksen”, joka tuntui aina liukuvan astronauttien silmien päälle. Kaukana Maasta suoritettavia tehtäviä varten kypärään voidaan myös sisällyttää projisoituja grafiikoita, joissa näytetään elämänhallintajärjestelmän parametrit, menettelyt ja viitevarusteet.
Amy Ross, xEMU:n paineosajärjestelmän johtaja, sanoi, että vaiheen I yhdistelmä/b> testataan ensimmäisen kerran ISS:n ulkopuolella 2023 puolivälissä. Tämä testipuku on hybridi, joka sisältää uuden vartalon ja elämää ylläpitävän järjestelmän, mutta jonka käsineet, jalat ja saappaat on siirretty nykyisistä EMU:ista. xEMU:n astronautti testaa uutta pukua yhdessä ISS:n tavallisen EMU:n miehistön jäsenen kanssa.
Parannettu varustus
Astronautit eivät voi selviytyä ja työskennellä tehokkaasti ulkopuolella. ilman kannettavaa elämää ylläpitävää järjestelmää, joka syöttää happea, syöttää virtaa akkuihin, jäähdyttää ja poistaa hiilidioksidia puvusta.
Nykyinen PLSS-reppu sitoo hiilidioksidia kiertämällä ilmaa hopeaoksidihiukkasia sisältävän laatikon läpi. Tämä laatikko voi poistaa CO2:n kahdeksan tunnin ajan. ISS:n sisällä lämmityskammio pakottaa uudelleenkäytettävät patruunat vapauttamaan hiilidioksidia, joka puretaan ulos. Sitä vastoin uusi PLSS varustetaan absorberilla, jatkuvasti uusiutuvalla, joka koostuu amiineista (typpeä sisältävistä orgaanisista yhdisteistä).
Parannettu jäähdytysjärjestelmä
Sitten on kysymys jäähdytyksestä. EMU:n Nykyaikainen PLSS pumppaa jäähdytysvettä ohuista putkista koostuvan sisävaipan läpi. Vartalon ja raajojen ympärillä kiertävä vesi imee astronautin työn ja solujen aineenvaihdunnan tuottaman lämmön. Tämä lämmennyt vesi kiertää repussa sijaitsevan sublimaattorin läpi, jossa erillinen vesilähde virtaa huokoiseen metallilohkoon, jossa se jäähtyy ja jäätyy sublimoitumalla suoraan höyryksi avaruuden tyhjiössä. Tämä sublimoitumisen kautta muodostuva jää jäähdyttää puvun lämmitettyä vettä, joka sitten kiertää uudelleen jäähdyttääkseen astronauttia.” Näin on mahdollista.
Tämän sublimaattorin ja ilman ja veden erottimen pienet huokoset ovat kuitenkin herkkiä sublimaattorille.veden epäpuhtauksille; tukkeutuminen voi aiheuttaa jäähdytyksen menetyksen ja jopa pakottaa vettä kypärään.
xEMU PLSS ratkaisee tämän ongelman ja välttää erillisen vesilähteen tarpeen saattamalla osan jäähdytysvuorauksen vedestä haihtumaan suoraan espaciin läpäisevän kalvon kautta. Tätä laitetta kutsutaan nimellä SWME . SWME ”on jo viettänyt satoja tunteja testeissä, eikä se ole yhtä herkkä veden laadulle”, Ross sanoo.
Jos hänen tiiminsä pystyy saavuttamaan vaaditun valmistuslaadun, SWME:n pitäisi olla luotettava jäähdytin./b> ja kestävä, joka toimii avaruudessa ja Marsin ohutessa ilmakehässä.
Kuuhun suuntautuva xEMU-puku
Tässä on NASAn uuden avaruuspuvun täydellinen esittely.
Vaiheen II (Kuun pinta) pukua kehitetään rinnakkain vaiheen I kanssa. NASA:n teollinen ryhmä aikoo mukauttaa vaiheen I suunnittelua Kuun pintaa varten lisäämällä päällysteen… rungon alaosaan, joka tarjoaa paljon suuremman pinnan liikkuvuuden kuin Apollo-malli. ”Olemme työskennelleet pukujen prototyyppien parissa ainakin vuodesta 1989 lähtien, mikä antaa meille hyvän käsityksen siitä, miten nämä osat voidaan koota. Perustamme sen siihen, mitä meillä on – luultavasti kaksilaakerinen lonkka, jonka kahden laakerin välissä on pehmeää materiaalia, joka mahdollistaa kävelyn haluamallasi tavalla”, Ross selittää.
Kuukulkijan pitäisi pystyä kävelyyn, hyppäämään, kyykistyä, kyykistyä ja jopa polvistua kuun pinnalla. Ross sanoo kuitenkin, että ”kuoren laittaminen ihmisen päälle ja sen pyytäminen liikkumaan kuin ihminen on suuri haaste. Me emme luultavasti koskaan pysty tekemään selkään voltteja” .?
Kuupölyn estäminen
Jalkojen suojauksen lisäksi NASAn uusi puku tarvitsee ympäristönsuojapuvun./b>, ulkokerros, joka suojaa käyttäjää erittäin kuumalta, mikrometeoriiteilta ja pölyn tunkeutumiselta. Apollo-puvut rappeutuivat nopeasti, kun mikroskooppisen pienet pölyhiukkaset tunkeutuivat niiden nivelmekanismeihin.
Nykyaikaisen EMU:n valkoinen ulompi suojakerros on valmistettu ortopedisestä kankaasta, joka on sekoitus Gore-Texiä, Kevlaria ja Nomexia. Rossin mukaan ”orto-kangas” on kudottua materiaalia, joka on täynnä reikiä – ei siis sitä, mitä halutaan pölyä hylkiväksi. Hänen tiiminsä hakee teksturoituja ja bioinspiroituja pinnoitteita, kuten gekkojen jaloissa olevia pieniä itsepuhdistuvia karvoja, jotka auttavat hylkimään pölyä.
Vahvistetut käsineet ja saappaat
Vaiheen VI hanskat ovat vahvistetut. ISS:n EMU:n käsineet, kuten Tom Jonesin Kansainvälisellä avaruusasemalla käyttämät käsineet, eivät ole täydelliset, mutta niissä on tarvittavaa näppäryyttä ensimmäisiä kuunlentoja varten.Jotta ne voidaan siirtää uusiin pukuihin, meidän on lisättävä lisättävä ylimääräinen ulompi kerros kuun tiedelentoja varten. Mitä saappaisiin tulee, vuosien kenttätestit prototyyppipuvuilla ovat antaneet ryhmälle etumatkaa niiden suunnittelussa.
Kireä aikataulu xEMU-hankkeelle
Vuonna 2023 xEMU-hankkeen on määrä toimittaa kolme lentoyksikköä: kaksi ensimmäistä Artemis-kuuhun laskeutumista varten vuonna 2024 ja kahdesta Kuuhun laskeutumista varten vuonna 2024.b>yksi uuden yhdistelmän esittelyä varten ISS:ssä. Projektipäällikkö Rodriggs sanoo, että ISS:n testaaminen vuonna 2023 voisi ”venyä jopa vuoden mittaiseksi xEMU:n kykyjen osoittamiseksi”. Hän sanoo, että Kuuhun paluuta varten tarkoitetut kaksi pukua xEMU:ta valmistuvat vuoden 2023 alussa.
Tämässä aikataulussa pysymiseksi Rodriggsin johdolla on 45 työntekijää ja 170 urakoitsijaa, ja tämä tiimi kasvaa kuukausien mittaan, jotta pukujen uudet ominaisuudet saadaan sisällytettyä ja Artemis-ohjelman aikatauluun päästään.
Se on jo kymmenen yritystä eri puolilla Yhdysvaltoja, jotka kehittävät komponentteja xEMU:lle. Kiertoradalla tapahtuvan testauksen ja ensimmäisen Kuuhun suuntautuvan tehtävän jälkeen NASA aikoo etsiä tästä ryhmästä yhden tai useamman teollisen yhteistyökumppanin rakentamaan useita pukuja ja ylläpitämään niitä ISS:llä ja tulevilla Kuu- ja Mars-retkillä.
XEMU-puvulla on valoisa tulevaisuus
.
Konsepti taiteilijalta, Nasa.
Nasa on yrittänyt noin kahdeksankymmenen vuoden ajan esittää uusia avaruusyhdistelmää, pyrkimyksiä, jotka on estetty rahoituksen puutteen vuoksi (lähinnä poliittisista syistä). Raha on aina kriittinen tekijä avaruusteollisuudessa. Ross sanoo kuitenkin: ”Nykyään rahoitustilanteemme on muuttunut. Budjettilaatikko on avautumassa, ja meillä on riittävästi resursseja, jotta voimme luottaa aikataulun noudattamiseen. NASA haluaa tosissaan tehdä sen – ja tehdä sen ajallaan.”
Toivottavasti Olet oppinut kaiken tarpeellisen xEMU-avaruuspuvusta.
Tutustu uuteen SpaceX-pukuun, joka lensi Crew Dragonin kyydissä.
Jos olet kiinnostunut muista NASAan liittyvistä aiheista, käy rohkeasti blogissamme.
Näemme pian Pikku Astronautilla!?
Löydä seuraava artikkelimme: magneettinen avaruuslamppu