Über längere Zeiträume im Weltraum zu leben und zu arbeiten, ist harte Arbeit. Nicht nur die Auswirkungen der Schwerelosigkeit nehmen physische Maut , aber Weltraumspaziergänge durchzuführen ist eine Herausforderung für sich. Während eines Weltraumspaziergangs können Astronauten desorientiert, verwirrt und übel sein, was es schwierig macht, nach Hause zu kommen. Und obwohl Weltraumspaziergänge seit Jahrzehnten durchgeführt werden, sind sie an Bord der Internationale Raumstation (ISS).
Daher warum die Charles Stark Draper Laboratory (alias Draper Inc.), ein gemeinnütziges Forschungs- und Entwicklungsunternehmen mit Sitz in Massachusetts, entwickelt mit Unterstützung der NASA einen neuen Raumanzug. Neben Gyroskopen, autonomen Systemen und anderer Spitzentechnologie wird dieser Raumanzug der nächsten Generation eine „ Bring mich nach Hause “-Schaltfläche, die eine Menge Verwirrung und Vermutungen bei Weltraumspaziergängen beseitigt.
Weltraumspaziergänge, auch bekannt als „ Außenbordeinsatz “ (EVA), sind ein wesentlicher Bestandteil der Raumfahrt und Weltraumforschung. An Bord der ISS dauern Weltraumspaziergänge in der Regel zwischen fünf und acht Stunden, je nach Art der auszuführenden Arbeiten. Während eines Weltraumspaziergangs verwenden Astronauten Halteseile, um an der Station zu bleiben und zu verhindern, dass ihre Werkzeuge wegschweben.
Ein weiteres Sicherheitsfeature, das ins Spiel kommt, ist die Vereinfachte Hilfe für die EVA-Rettung (SAFER), ein Gerät, das Astronauten wie einen Rucksack tragen. Dieses Gerät basiert auf Strahltriebwerken, die von einem kleinen Joystick gesteuert werden, damit sich Astronauten im Weltraum bewegen können, falls sie sich lösen und davonschweben. Dieses Gerät wurde ausgiebig während des Baus der ISS verwendet, der über 150 Weltraumspaziergänge umfasste.
Aber selbst mit einem SAFER ist es für einen Astronauten nicht schwer, während der EVA die Orientierung zu verlieren und die Orientierung zu verlieren. Oder wie Draper-Ingenieur Kevin Duda in einem Draper angedeutet hat Pressemitteilung , 'Ohne eine ausfallsichere Möglichkeit, zum Raumschiff zurückzukehren, droht einem Astronauten das schlimmste Szenario: im Weltraum verloren.' Als Weltraumsystemingenieur untersucht Duda seit einiger Zeit Astronauten und ihren Lebensraum an Bord der Internationalen Raumstation ISS.
Er und seine Kollegen haben kürzlich eingereicht ein Patent für die Technologie, die sie als „assisted extravehicular Activity self-return“-System bezeichnen. Wie sie das Konzept im Patent beschrieben:
„Das System schätzt den Navigationszustand eines Besatzungsmitglieds relativ zu einem festen Standort, zum Beispiel auf einem begleitenden Raumfahrzeug im Orbit, und berechnet eine Leitbahn für die Rückkehr des Besatzungsmitglieds zu diesem festen Standort. Das System kann Sicherheits- und Freiraumanforderungen bei der Berechnung der Leitbahn berücksichtigen.“
Auf dem Rückweg vom Mond unternahm der Apollo-17-Astronaut Ronald Evans einen Weltraumspaziergang. Evans brachte Film von Kameras außerhalb des Kommando- und Servicemoduls. Apollo 17 war die letzte Apollo-Mission zum Mond. Bildnachweis: NASA
In einer Konfiguration steuert das System das SAFER-Paket des Besatzungsmitglieds und folgt einer vorgeschriebenen Flugbahn zurück zu einem als „Zuhause“ bezeichneten Ort. In einem anderen liefert das System Anweisungen in Form von visuellen, akustischen oder taktilen Hinweisen, um das Besatzungsmitglied zurück zu seinem Ausgangspunkt zu führen. Das Besatzungsmitglied kann das System selbst aktivieren, aber auch ein Fernbediener kann es bei Bedarf einschalten.
Laut Séamus Tuohy, Direktor für Raumfahrtsysteme bei Draper, ist diese Art der Rückkehrtechnologie ein längst überfälliger Fortschritt in der Raumanzugstechnologie.'Der aktuelle Raumanzug verfügt über keine automatische Navigationslösung – er ist rein manuell – und das könnte unsere Astronauten im Notfall vor eine Herausforderung stellen.“ genannt .
Ein solches System stellt mehrere Herausforderungen, die nicht zuletzt mit Global Positioning Systems (GPS) zu tun haben, die im Weltraum einfach nicht verfügbar sind. Das System muss auch eine optimale Rückflugbahn berechnen, die Zeit, Sauerstoffverbrauch, Sicherheits- und Abstandsanforderungen berücksichtigt. Schließlich muss es in der Lage sein, einen desorientierten (oder sogar bewusstlosen Astronauten) effektiv zurück zu seiner Luftschleuse zu führen. Als Duda erklärt :
„Astronauten einen Orientierungs- und Orientierungssinn im Weltraum zu geben, ist eine Herausforderung, da es keine Schwerkraft und keine einfache Möglichkeit gibt, den Weg nach oben und unten zu bestimmen. Unsere Technologie verbessert den Missionserfolg im Weltraum, indem sie die Sicherheit der Besatzung gewährleistet.“
Sogar Werkzeuge müssen im Raum angebunden werden. Astronauten stellen immer sicher, dass ihre Werkzeuge mit ihren Raumanzügen verbunden sind, damit sie nicht wegschweben. Bildnachweis: NASA
Die Lösung besteht aus Sicht von Duda und seinen Kollegen darin, zukünftige Raumanzüge mit Sensoren auszustatten, die die Bewegung, Beschleunigung und relative Position des Trägers zu einem festen Objekt überwachen können. Laut dem Patent wäre dies wahrscheinlich ein begleitendes Raumfahrzeug im Orbit. Die Navigations-, Leit- und Steuerungsmodule werden auch so programmiert, dass sie verschiedene Szenarien abdecken, von GPS bis hin zu visionsgestützter Navigation oder Sternverfolgung.
Draper hat auch eine proprietäre Software für das System entwickelt, die Daten von Vision-basierten und Trägheitsnavigationssystemen zusammenführt. Das System wird außerdem von der umfangreichen Arbeit des Unternehmens im Bereich Wearable-Technologie profitieren, die auch umfangreiche kommerzielle Anwendungen hat. Durch die Entwicklung von Raumanzügen, die es dem Träger ermöglichen, mehr Daten aus seiner Umgebung zu erhalten, bringen sie die Augmented-Reality-Technologie effektiv in den Weltraum.
Über die Erforschung des Weltraums hinaus sieht das Unternehmen auch Anwendungen für sein Navigationssystem hier zu Hause. Dazu gehören Ersthelfer und Feuerwehrleute, die durch verrauchte Räume navigieren müssen, Fallschirmspringer, die auf die Erde fallen, und Sporttaucher, die in tiefem Wasser die Orientierung verlieren könnten. Buchstäblich jede Situation, in der Leben und Tod davon abhängen, nicht verloren zu gehen, könnte von dieser Technologie profitieren.
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