211service.com
NASA's volgende ruimtepak
Als NASA in 2020 zoals gepland terugkeert naar de maan, stappen astronauten uit in een gloednieuw ruimtepak. Het geeft ze nieuwe mobiliteit en flexibiliteit op het maanoppervlak, terwijl het hen nog steeds beschermt tegen de barre omgeving. Het pak kan ook tot 150 uur meegaan en zal zelfs worden uitgerust met een computer die rechtstreeks teruggaat naar de aarde.
Tot de oneindigheid en verder: David Clark Company ontwerpt in samenwerking met Oceaneering International een nieuw Amerikaans ruimtepak voor missies naar het ruimtestation, de maan en Mars. Het heeft verwisselbare onderdelen, zodat de armen, benen, laarzen en helm kunnen worden verwisseld. De eerste configuratie, hier getoond, is ontworpen voor lancering, afdaling en noodactiviteiten, terwijl het tweede ontwerp bedoeld is voor verkenning van de maan.
Het nieuwe ontwerp zal astronauten ook buiten het International Space Station (ISS) laten werken en zal geschikt zijn voor reizen naar Mars, zoals beschreven in NASA's programma voor verkenning, genaamd Sterrenbeeld . De huidige pakken kunnen gewoon niet alles doen wat we nodig hebben, zegt Terry Hill , de Constellation ruimtepak engineering projectmanager bij NASA's Johnson Space Center in Houston. We hebben een compleet nieuw ontwerp, iets dat nog nooit eerder is gedaan.
NASA heeft een plug-in-play-ontwerp voorgesteld, zodat dezelfde armen, benen, laarzen en helmen kunnen worden gebruikt met verschillende torso's. Het is een herconfigureerbaar pak dat het werk kan doen van drie gespecialiseerde pakken, zegt Hill. Het ruimteagentschap heeft een contract van 6,5 jaar ter waarde van $ 500 miljoen toegekend voor het ontwerp en de ontwikkeling van het Constellation-ruimtepak aan het in Houston gevestigde Oceaneering International , dat voornamelijk apparatuur maakt voor diepzee-exploratie. Oceaneering heeft partnered met de Worcester, MA-based David Clark Company , dat sinds de jaren zestig ruimtepakken ontwikkelt voor de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie.
De astronauten van de spaceshuttle dragen momenteel twee verschillende soorten ruimtepakken. Het Advanced Crew Escape Suit (ACES) wordt gedragen tijdens de lancerings- en terugkeerfasen van de vlucht. Het is zacht, op stof gebaseerd en beschermt tegen het verlies van atmosferische druk of blootstelling aan koud water in het geval van een oceaanlanding, en zorgt voor waterkoeling om de lichaamstemperatuur van een astronaut te regelen. De volledige montage omvat een overlevingspakket, een noodzuurstofsysteem en een persoonlijke parachute zodat astronauten de shuttle kunnen afbreken tijdens de landingsfase.
Astronauten dragen een tweede pak, de Extravehicular Mobility Unit (EMU), wanneer ze taken uitvoeren buiten de grenzen van de shuttle of het ISS, zoals het toevoegen van zonnepanelen aan het ruimtestation of het uitvoeren van reparaties. Het heeft een hard bovenlichaam, lagen materiaal om astronauten te beschermen tegen micrometeoroïden en straling, een temperatuurregulerend systeem en zijn eigen levensondersteunende en communicatiesystemen. De EMU weegt meer dan 300 pond en heeft beperkte beenmobiliteit - de voeten van astronauten worden normaal gesproken op hun plaats vergrendeld tijdens het uitvoeren van extravehicular taken, en tijdens Apollo-missies, die een ander EMU-pak gebruikten, werden astronauten gedwongen om een konijnensprong te ontwikkelen om over te steken het maanoppervlak.
Toen we de eerste keer naar de maan gingen, probeerden we er gewoon te komen. Nu moeten astronauten het oppervlak kunnen verkennen, hulpbronnen kunnen oogsten en wetenschap moeten kunnen bedrijven, zegt Daniel Barry, vice-president en directeur van onderzoek en ontwikkeling bij David Clark Company, en hoofd van het Constellation-ruimtepakkenproject.
Het nieuwe ruimtepak zal uit twee configuraties bestaan. De eerste is vergelijkbaar met het huidige ontsnappingspak van de spaceshuttle en is ontworpen voor lancering, terugkeer en noodoperaties zonder zwaartekracht en op aarde. Het is zacht en zorgt voor mobiliteit in het geval van drukverlies of in het geval dat bemanningsleden moeten afbreken.
Wanneer bestaande ruimtepakken onder druk staan, hebben ze de neiging om te verstijven. Voor de Constellation-pakken heeft Barry's team panelen van materiaal ingebouwd bij de gewrichten - schouders, ellebogen en knieën - die het volume in het pak constant houden, zodat astronauten gemakkelijk kunnen bewegen. De ingenieurs van David Clark ontwikkelen ook ademende materialen voor het pak, waardoor ze comfortabeler zijn dan de conventionele met urethaan of neopreen gecoate nylon stoffen.
De tweede configuratie van het Constellation-ruimtepak, dat zal worden gebruikt voor maanexcursies, gebruikt dezelfde armen, benen, laarzen en helm. Deze worden vastgeklikt op een nieuwe versterkte torso die is uitgerust met levensondersteunende, elektronica en communicatiesystemen. Astronauten zullen ook een bovenkledingstuk aantrekken om hen te beschermen tegen de harde maanatmosfeer, inclusief micrometeorieten. Ingenieurs werken ook aan verbeterde materialen om het zeer fijne maanstof te bestrijden, dat, zoals NASA heeft geleerd van de Apollo-missies, problematisch en gevaarlijk kan zijn voor de bemanning.
Het nieuwe ontwerp elimineert veel van de harde elementen die gewicht toevoegen aan de huidige ruimtepakken en de bemanning kunnen verwonden in het geval van een ruwe landing. In plaats daarvan gebruiken ingenieurs lichtgewicht composietstructuren. Bovendien zullen astronauten sneller in en uit het pak kunnen komen via een ingang met ritssluiting aan de achterkant, of, voor het maanpak, een achteringang. De huidige pakken zijn gemaakt van twee stukken die drie uur nodig hebben en een helpende hand om in elkaar te zetten.
Barry zegt dat een enkel modulair pak goedkoper zal zijn om te produceren en de lanceringsmassa en logistieke complexiteit zal verminderen. David Clark Company heeft een vroeg prototype gebouwd dat volgende week getest zal worden bij NASA met het nieuwe verkenningsvoertuig voor de bemanning, Orion genaamd, dat ook wordt ontwikkeld voor het Constellation-programma.
Hill zegt dat het eerste voltooide pak in september klaar zal zijn om getest te worden, en het definitieve ontwerp van het pak zal in 2013 klaar zijn en klaar zijn om in 2015 te vliegen. Het maanpak zal OLED-schermen en een computer bevatten en zal fungeren als een knooppunt op de Internet, gegevens terugsturen naar de aarde.
In de komende weken zal de regering-Obama een beslissing nemen over de toekomst van de Amerikaanse bemande ruimtevaart, wat de richting van het Constellation-programma aanzienlijk zou kunnen veranderen. Het komt erop neer dat als we bemande missies gaan doen, we een nieuw ruimtepak nodig hebben, zegt Hill. En, voegt hij eraan toe, om die reden hebben we het pak modulair gemaakt; als ze besluiten de maan over te slaan en naar Mars te gaan, verandert dat onze architectuur niet.