Celem NASA jest powrót na Księżyc w 2024 roku.
Aby odnieść sukces w tym gigantycznym projekcie, potrzebna jest rakieta (SLS), lądownik księżycowy, a także kombinezony kosmiczne.
W tym wpisie na blogu przedstawimy ci przyszły skafander kosmiczny NASA, xEMU.
Dobre odkrywanie!?
Przodek skafandra EMU: A7L
obecny skafander kosmiczny na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, zaprojektowany 40 lat temu dla aktywności pozaziemskich promu kosmicznego, sfrustrowałby każdego moonwalkera. Weteran kosmiczny Tom Jones przygląda się, jak NASA zbuduje skafander księżycowy na czas przed planowanym powrotem na Księżyc w 2024 r.?
Skafandry A7L Neila Armstronga i Buzza Aldrina umożliwiły pierwszy spacer po Księżycu, ale miały lacunae. znaczące pod względem elastyczności, komfortu wewnętrznego, manewrowalności rękawic i przeżywalności. Armstrong, podczas odprawy technicznej po powrocie na Ziemię, powiedział: „Powinniśmy ulepszyć ten kombinezon, abyś mógł uklęknąć i powinniśmy popracować nad mobilnością rękawic, abyśmy mogli robić więcej rzeczy na powierzchni naszego satelity”.
Jeśli programowi Artemis NASA uda się wysłać astronautów z powrotem na Księżyc, odkrywcy ci będą potrzebować nowego kombinezonu, korzystającego z doświadczeń programu Apollo, promu kosmicznego i zawierającego owoce ponad dwóch dekad inwestycji technologicznych NASA.
Po lewej: Skafander Neila Armstronga z misji Apollo 11.
Po prawej: Andrew Morgan w EMU podczas spaceru kosmicznego z ISS.
Wdzięczna przeszłość: EMU
Obecny Extravehicular Mobility Unit, czyli EMU, został zaprojektowany pod koniec lat 70. do spacerów kosmicznych z promu kosmicznego.
Tom Jones nosił EMU podczas trzech spacerów kosmicznych z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Wyjaśnia, że kombinezon jest wytrzymały, ale sztywny i oferuje ograniczoną ruchliwość.
Astronauta o wadze 73 kg waży 145 kg. Masa ta jest zawsze obecna w przestrzeni kosmicznej, a astronauta musi się poruszać, a następnie zatrzymać. Nogi kombinezonu nie zostały zaprojektowane do chodzenia; w ISS służą one po prostu jako kotwice dla podnóżków.
Co więcej, tkanina zewnętrzna i systemy podtrzymywania życia zostały zaprojektowane do pracy w próżni kosmicznej, a nie na Księżycu lub zapylonej powierzchni planety.
Pierwszy prototyp xEMU: seria Z
W 2012 roku NASA rozpoczęła prace nad kombinezonem Z-1 suit. Druga wersja (Z-2) pojawiła się jakiś czas później. Te wczesne prototypy są przodkami xEMU.
Nowy kombinezon NASA: xEMU
Oto krótki film wprowadzający na temat skafandra xEMU.
Celem NASA jest więc „opracowanie skafandra kosmicznego typu eksploracyjnego„. wyjaśnia w e-mailu Liana Rodriggs, kierownik projektu xEMU w Johnson Space Center. Wariacje projektu pozwolą astronautom Artemis spacerować po Księżycu lub pracować poza planowanym mostem księżycowym lub obecnym ISS. Agencja planuje zbudować trzy kombinezony xEMU we własnym zakresie w Johnson, na czas testów na ISS i powrotu na Księżyc w 2024 roku.
XEMU będzie czerpać z lekcji Apollo, dziesięcioleci doświadczenia EMU na pokładzie promu kosmicznego i ISS oraz badań laboratoryjnych i terenowych./b> oraz laboratoryjnych i terenowych testach koncepcji połączenia powierzchni sięgających co najmniej 1989 roku. Nowy projekt zajmie się niedociągnięciami ISS EMU, uwzględni postępy w mobilności i systemach podtrzymywania życia oraz będzie możliwy do utrzymania w próżni kosmicznej lub w placówce księżycowej. Projekt xEMU fazy I będzie przeznaczony dla ISS lub stacji księżycowej.
Tors skafandra będzie aluminiową skorupą z tylnym włazem, podobnie jak w rosyjskim skafandrze Orlan. Tylne wejście zmniejsza wysiłek wymagany do założenia kombinezonu, a ramiona są pochylone do przodu, bardziej naturalnie dopasowując się do ramion i barków astronauty. W przeciwieństwie do tego, dzisiejsze EMU muszą być zakładane poprzez skręcanie od dołu, zmuszając ramiona do obracania się bardziej w lewo i prawo, co przyczyniło się do długotrwałych urazów ramion astronautów.
Kombinezon astronauty Fazy I NASA wprowadzi przeprojektowany hełm z lepszą widocznością w dół i zintegrowanym systemem mikrofonów i głośników, eliminując spoconą „czapkę Snoopy’ego”, która zawsze zdawała się zsuwać na oczy astronautów. W przypadku misji daleko od Ziemi, hełm będzie mógł również zawierać projektowaną grafikę wyświetlającą parametry systemu podtrzymywania życia, procedury i sprzęt referencyjny.
Amy Ross, menedżer podsystemu ciśnieniowego xEMU, powiedziała, że połączenie fazy I z podsystemem ciśnieniowym xEMU./b> zostanie przetestowana po raz pierwszy poza ISS w połowie 2023 roku. Ten kombinezon testowy będzie hybrydą, zawierającą nowy tułów i system podtrzymywania życia, ale z rękawicami, nogami i butami przeniesionymi z obecnych EMU. Astronauta z xEMU przetestuje nowy kombinezon w towarzystwie członka załogi ze standardowego EMU ISS.
Ulepszony sprzęt
Astronaucinie mogą przetrwać i efektywnie pracować w na zewnątrz statku kosmicznego. statku kosmicznego bez przenośnego systemu podtrzymywania życia do dostarczania tlenu, zasilania baterii, chłodzenia i usuwania CO2 ze skafandra.
Dzisiejszy plecak PLSS zatrzymuje CO2 poprzez cyrkulację powietrza przez pudełko z cząsteczkami tlenku srebra. Pudełko to może eliminować CO2 przez osiem godzin. Wewnątrz ISS komora grzewcza zmusza naboje wielokrotnego użytku do uwolnienia CO2, który jest odprowadzany za burtę. Natomiast nowy PLSS będzie wyposażony w absorber, stale odnawialny, składający się z amin (związków organicznych zawierających azot).
Ulepszony system chłodzenia
Pozostaje jeszcze kwestia chłodzenia. Dzisiejszy PLSS EMU pompuje wodę chłodzącą przez wewnętrzną wkładkę złożoną z cienkich rurek. Woda krążąca wokół tułowia i kończyn pochłania ciepło generowane przez pracę astronauty i metabolizm komórkowy. Ta podgrzana woda krąży w sublimatorze umieszczonym w plecaku, gdzie oddzielne źródło wody przepływa do porowatego metalowego bloku, gdzie chłodzi się i zamarza, sublimując bezpośrednio w parę w próżni kosmicznej. Lód powstały w wyniku sublimacji chłodzi podgrzaną wodę w skafandrze, która następnie krąży w celu schłodzenia astronauty.
Jednakże, maleńkie pory tego sublimatora i separatora powietrze-woda są wrażliwe na zanieczyszczenia wodne.zanieczyszczenia wodne; zatkanie może spowodować utratę chłodzenia, a nawet wtłoczyć wodę do hełmu.
Urządzenie xEMU PLSS rozwiązuje ten problem i pozwala uniknąć konieczności oddzielnego zasilania wodą poprzez umożliwienie odparowania części wody z wkładki chłodzącej bezpośrednio do przestrzenie przez przepuszczalną membranę. To urządzenie nosi nazwę „SWME„. SWME „spędził już setki godzin na testach i nie jest tak wrażliwy na jakość wody”, mówi Ross.
Jeśli jego zespół będzie w stanie osiągnąć wymaganą jakość produkcji, SWME powinien być niezawodną chłodnicą i robotem./i wytrzymałą, która działa w przestrzeni kosmicznej i w cienkiej atmosferze Marsa.
Kierunek Księżyc dla kombinezonu xEMU
Oto pełna prezentacja nowego skafandra kosmicznego NASA.
Faza II (powierzchnia Księżyca) kombinezonu jest rozwijana równolegle z fazą I. Zespół przemysłowy NASA planuje dostosować projekt Fazy I do powierzchni Księżyca poprzez dodanie powłoki na dolnej części. na dolnej części korpusu, która zapewni znacznie większą mobilność na powierzchni niż projekt Apollo. „Pracujemy nad prototypami skafandrów od co najmniej 1989 roku, co daje nam dobre pojęcie o tym, jak te komponenty mogą być montowane. Będziemy bazować na tym, co mamy – prawdopodobnie na dwułożyskowym biodrze z miękkimi materiałami pomiędzy dwoma łożyskami, które pozwolą ci chodzić tak, jak chcesz” – wyjaśnia Ross.
Moonwalkers should be able to walk, jump, kucnąć, otworzyć się, a nawet klęknąć na powierzchni księżyca. Ross twierdzi jednak, że „założenie powłoki na człowieka i poproszenie go o poruszanie się jak człowiek jest dużym wyzwaniem. Prawdopodobnie nigdy nie będziemy w stanie robić salta w tył„.
Blokowanie księżycowego pyłu
Oprócz ochrony nóg, nowy kombinezon NASA będzie potrzebował kombinezonu ochrony środowiska./Jest to warstwa zewnętrzna, która chroni użytkownika przed ekstremalnym ciepłem, mikrometeorytami i wnikaniem pyłu. Skafandry Apollo szybko uległy degradacji przez mikroskopijne ziarna pyłu przedostające się do mechanizmów stawów.
Biała zewnętrzna warstwa ochronna obecnego EMU wykonana jest z tkaniny ortopedycznej, mieszanki Gore-Texu, Kevlaru i Nomexu. Według Rossa „Ortho-Fabric” to tkany materiał pełen dziur – nie jest to materiał, który ma odpychać kurz. Jego zespół szuka teksturowanych i bioinspirowanych powłok, takich jak maleńkie samoczyszczące się włoski na stopach gekonów, aby pomóc odpychać kurz.
Wzmocnione rękawice i buty
Rękawice z fazy VI ISS EMU, podobnie jak te noszone przez Toma Jonesa na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, nie są doskonałe, ale mają wystarczającą zręczność dla pierwszych misji księżycowych.Aby przenieść je do nowych skafandrów, musimy dodać dodatkową warstwę zewnętrzną dla księżycowych misji naukowych. Jeśli chodzi o buty, lata testów w terenie na prototypowych skafandrach dały zespołowi przewagę w ich projektowaniu.
Napięty harmonogram projektu xEMU
W 2023 roku projekt xEMU ma dostarczyć trzy jednostki latające: dwóch do pierwszego lądowania na Księżycu Artemis w 2024 i jeden do demonstracji nowej kombinacji na ISS. Rodriggs, kierownik projektu, mówi, że testy ISS w 2023 r. mogą „wydłużyć się nawet do roku, aby udowodnić możliwości xEMU”. Mówi, że dwa skafandry xEMU do powrotu na Księżyc zostaną zakończone na początku 2023 r.
Aby dotrzymać tego harmonogramu, Rodriggs ma pod swoim kierownictwem 45 pracowników i 170 wykonawców, zespół, który będzie się powiększał w miarę upływu miesięcy, aby włączyć nowe możliwości skafandra i dotrzymać terminu Artemis.
Istnieje już dziesięć firm rozsianych po USA, które rozwijają komponenty dla xEMU. Po testach na orbicie i pierwszej misji powrotnej na Księżyc, NASA planuje poszukać jednego lub więcej partnerów przemysłowych z tego zespołu, aby zbudować kilka skafandrów i utrzymywać je na ISS oraz podczas przyszłych wypraw księżycowych i marsjańskich.
Skafander xEMU ma świetlaną przyszłość
Koncepcja od artysty, Nasa.
NASA próbuje od około dwudziestu lat wprowadzić nową kombinację kosmiczną. kombinacji przestrzeni kosmicznej, które zostały zablokowane przez brak funduszy (głównie z powodów politycznych). Pieniądze są zawsze kluczowym czynnikiem w przemyśle kosmicznym. Jednak, jak mówi Ross, „dziś nasza sytuacja finansowa uległa zmianie. Skrzynka budżetowa się otwiera, a my mamy wystarczające zasoby, aby zapewnić pewność dotrzymania harmonogramu. NASA poważnie podchodzi do realizacji tego zadania – i to na czas.”
Mamy nadzieję, że dowiedziałeś się wszystkiego, co musisz wiedzieć o skafandrze kosmicznym xEMU.
Dowiedz się więcej o nowym skafandrze SpaceX, który poleciał na pokładzie Crew Dragon.
Jeśli jesteś zainteresowany innymi tematami związanymi z NASA, zapraszamy do odwiedzenia naszego bloga.
Do zobaczenia wkrótce na The Little Astronaut!?
Odkryj nasz następujący artykuł: magnetyczna lampa kosmiczna