211service.com
NASA:s nästa rymddräkt
Om NASA återvänder till månen 2020 som planerat kommer astronauter att kliva ut i en helt ny rymddräkt. Det kommer att ge dem ny rörlighet och flexibilitet på månens yta samtidigt som de skyddar dem från dess hårda miljö. Dräkten kommer också att kunna upprätthålla liv i upp till 150 timmar och kommer även att vara utrustad med en dator som länkar direkt tillbaka till jorden.
Mot oändligheten och vidare: David Clark Company, i samarbete med Oceaneering International, designar en ny amerikansk rymddräkt för uppdrag till rymdstationen, månen och Mars. Den har utbytbara delar, så att armar, ben, stövlar och hjälm kan bytas. Den första konfigurationen, som visas här, är designad för uppskjutning, nedstigning och nödaktiviteter, medan den andra designen är avsedd för månutforskning.
Den nya designen kommer också att låta astronauter arbeta utanför den internationella rymdstationen (ISS) och kommer att vara lämplig för resor till Mars, som beskrivs i NASA:s program för utforskning, som kallas Konstellation . De nuvarande kostymerna kan helt enkelt inte göra allt vi behöver dem att göra, säger Terry Hill , Constellation-projektledaren för rymddräkten på NASA Johnson Space Center i Houston. Vi har en helt ny design, något som aldrig har gjorts förut.
NASA har föreslagit en plug-in-play-design, så att samma armar, ben, stövlar och hjälmar kan användas med olika överkroppar. Det är en omkonfigurerbar kostym som kan göra jobbet med tre specialiserade kostymer, säger Hill. Rymdbyrån har tilldelat ett 6,5-årigt kontrakt på 500 miljoner dollar för design och utveckling av rymddräkten Constellation till Houston-baserade Oceaneering International , som i första hand gör utrustning för djuphavsutforskning. Oceaneering har samarbetade med Worcester, MA-baserade David Clark Company , som har utvecklat rymddräkter åt den amerikanska rymdorganisationen sedan 1960-talet.
Rymdfärjans astronauter bär för närvarande två olika typer av rymddräkter. Advanced Crew Escape Suit (ACES) bärs under flygningens start- och återinträdesfas. Den är mjuk, tygbaserad och skyddar mot förlust av atmosfärstryck eller kallvattenexponering i händelse av en havslandning, och ger vattenkylning för att reglera en astronauts kroppstemperatur. Hela monteringen inkluderar ett överlevnadspaket, ett syrgassystem för nödsituationer och en personlig fallskärm så att astronauter kan avbryta skytteln under landningsfasen.
Astronauter bär en andra kostym, kallad Extravehicular Mobility Unit (EMU), när de utför uppgifter utanför gränserna för skytteln eller ISS, som att lägga till solpaneler till rymdstationen eller utföra reparationer. Den har en hård överkropp, lager av material för att skydda astronauter från mikrometeoroider och strålning, ett temperaturregleringssystem och sina egna livstöds- och kommunikationssystem. EMU väger över 300 pounds och har begränsad rörlighet i benen – astronauternas fötter är normalt låsta på plats på fotbälten när de utför extravehikulära uppgifter, och under Apollo-uppdrag, som använde en annan EMU-dräkt, tvingades astronauter utveckla ett kaninhopp för att korsa månens yta.
När vi åkte till månen första gången försökte vi bara ta oss dit. Nu måste astronauter kunna utforska ytan, skörda resurser och göra vetenskap, säger Daniel Barry, vicepresident och chef för forskning och utveckling på David Clark Company, och chef för projektet Constellation rymddräkter.
Den nya rymddräkten kommer att bestå av två konfigurationer. Den första liknar den nuvarande rymdfärjans utrymningsdräkt, och den är designad för uppskjutning, återinträde och nödoperationer i noll gravitation och på jorden. Den är mjuk och möjliggör rörlighet i händelse av tryckförlust eller om besättningsmedlemmar behöver avbryta.
När befintliga rymddräkter trycksätts tenderar de att stelna. För Constellation-dräkterna har Barrys team byggt in paneler av material vid lederna – axlar, armbågar och knän – som håller volymen inuti dräkten konstant, vilket gör att astronauter enkelt kan röra sig. David Clarks ingenjörer utvecklar också material som andas för dräkten, vilket gör dem bekvämare än de konventionella uretan- eller neoprenbelagda nylontygerna.
Den andra konfigurationen av Constellation rymddräkten, som kommer att användas för månutflykter, använder samma armar, ben, stövlar och hjälm. Dessa fästs på en ny förstärkt bål utrustad med livstöd, elektronik och kommunikationssystem. Astronauter kommer också att ta på sig ett ytterplagg för att skydda dem från den hårda månatmosfären, inklusive mikrometeoriter. Ingenjörer arbetar också med förbättrade material för att bekämpa det mycket fina måndammet, som, som NASA lärde sig från Apollo-uppdragen, kan vara problematiskt och farligt för besättningen.
Den nya designen kommer att eliminera många av de hårda elementen som lägger vikt till nuvarande rymddräkter och kan skada besättningen i händelse av en tuff landning. Istället använder ingenjörer lätta kompositstrukturer. Dessutom kommer astronauter att kunna ta sig in och ut ur dräkten snabbare genom en bakre ingång med dragkedja, eller, för måndräkten, en bakre ingångslucka. De nuvarande kostymerna är gjorda av två delar som tar tre timmar och en hjälpande hand att sätta ihop.
Barry säger att en enda modulär kostym kommer att vara billigare att tillverka och kommer att minska lanseringsmassan och logistisk komplexitet. David Clark Company har byggt en tidig prototyp som kommer att testas nästa vecka på NASA med det nya besättningsutforskningsfordonet, kallat Orion, som också utvecklas för Constellation-programmet.
Hill säger att den första färdiga dräkten kommer att vara klar för testning i september, och den slutliga dräkten kommer att vara klar 2013 och klar för flygning 2015. Måndräkten kommer att inkludera OLED-skärmar och en dator och kommer att fungera som en nod på Internet, förmedlar data tillbaka till jorden.
Under de kommande veckorna kommer Obama-administrationen att fatta ett beslut om framtiden för USA:s mänskliga rymdfärd, vilket avsevärt kan ändra riktningen för Constellation-programmet. Summan av kardemumman är att om vi ska göra bemannade uppdrag behöver vi en ny rymddräkt, säger Hill. Och, tillägger han, vi har gjort dräkten modulär av den anledningen; om de bestämmer sig för att hoppa över månen och åka till Mars förändrar det inte vår arkitektur.