The NASA își propune să întoarcă pe Lună în 2024.
Pentru a reuși în acest proiect mamut, ei au nevoie de o rachetă (SLS), de un teritor lunar, precum și de costume spațiale.
În această postare pe blog, vă vom face cunoștință cu futurele costum spațial al NASA, xEMU.
Bună explorare!?
Antecesorul costumului EMU: A7L
Costumul spațial actual de pe Stația Spațială Internațională, proiectat în urmă cu 40 de ani pentru activitățile extravehiculare ale space shuttle, ar fi frustrant pentru orice moonwalker. Tom Jones, veteran al spațiului, analizează modul în care NASA va construi un costum lunar la timp pentru întoarcerea planificată pe Lună în 2024.?
Costumele spațiale A7L ale lui Neil Armstrong și Buzz Aldrin au permis primul marș lunar, dar aveau lacune semnificative în ceea ce privește flexibilitatea, confortul intern, manipulabilitatea mănușilor și supraviețuirea. Armstrong, în timpul unui debriefing tehnic după revenirea sa pe Pământ, a declarat: “Ar trebui să îmbunătățim acest costum astfel încât să poți îngenunchea și ar trebui să lucrăm mai mult la mobilitatea mănușilor, astfel încât să putem face mai multe lucruri pe suprafața satelitului nostru”.
Dacă programul Artemis al NASA va reuși să trimită astronauți înapoi pe Lună, acești exploratori vor avea nevoie de un nou costum performant, care să beneficieze de experiența Apollo, a navetei spațiale și să încorporeze roadele a peste două decenii de investiții tehnologice ale NASA.
Stânga: Costumul spațial al lui Neil Armstrong pentru Apollo 11.
Dreapta: Andrew Morgan într-un EMU în timpul unei ieșiri în spațiu de pe ISS.
Un trecut plin de satisfacții: EMU
Actuala unitate de mobilitate extravehiculară, sau EMU, a fost concepută la sfârșitul anilor 1970 pentru ieșirile în spațiu de pe naveta spațială.
Tom Jones a purtat un EMU în trei ieșiri în spațiu de pe Stația Spațială Internațională. El explică faptul că costumul este robust, dar rigid și oferă o mobilitate limitată.
Un astronaut de 73 kg în interior cântărește 145 kg. Această masă este mereu prezentă în spațiu, iar astronautul trebuie să se miște și apoi să se oprească. picioarele ale costumului nu au fost concepute pentru mers; pe ISS, ele servesc pur și simplu drept ancoră pentru picioarele de sprijin.
În plus, țesătura exterioară și sistemele de susținere a vieții au fost concepute pentru a funcționa în vidul spațiului, nu pe o Lună sau pe o suprafață planetară prăfuită.
Primul prototip xEMU: seria Z
În 2012, NASA a început dezvoltarea Z-1 suit. A doua versiune (Z-2) a apărut ceva timp mai târziu. Aceste prototipuri timpurii sunt ancestorii lui xEMU.
Noul costum al NASA: xEMU
Iată un scurt videoclip introductiv despre costumul xEMU.
Dar obiectivul NASA este “dezvoltarea unui costum spațial de tip explorare” Liana Rodriggs, manager de proiect xEMU la Johnson Space Center, explică prin e-mail. Variații ale designului vor permite astronauților Artemis să meargă pe Lună sau să lucreze în afara podului lunar planificat sau a actualului ISS. Agenția intenționează să construiască trei costume xEMU in-house la Johnson, la timp pentru testarea pe ISS și întoarcerea pe Lună în 2024.
XEMU se va baza pe lecțiile de la Apollo, pe deceniile de experiență ale EMU la bordul navetei spațiale și al ISS, precum și testarea în laborator și pe teren a conceptelor de combinare a suprafețelor care datează cel puțin din 1989. Noua concepție va aborda deficiențele EMU de pe ISS, va încorpora progrese în materie de mobilitate și sisteme de susținere a vieții și va putea fi întreținută în vidul spațial sau la un avanpost lunar. Faza I a concepției xEMU va fi destinată ISS sau stației lunare.
Torusul costumului va fi o carcasă de aluminiu cu o trapă de intrare din spate, precum cea a costumul rusesc Orlan. Intrarea prin spate reduce contorsiunile necesare pentru îmbrăcarea costumului, iar umerii sunt înclinați în față, aliniindu-se mai natural cu brațele și umerii astronautului. În schimb, UEM-ul actual trebuie îmbrăcat prin răsucire de jos, forțând umerii să fie întorși mai mult spre stânga și spre dreapta, o orientare care a contribuit la rănirea pe termen lung a umerilor astronauților.?
Costumul de astronaut NASA Faza I va introduce o cască reproiectată cu mai bună vizibilitate în jos și un microfon integrat și un sistem de difuzoare, eliminând “șapca Snoopy” transpirată care părea întotdeauna să alunece peste ochii astronauților. Pentru misiunile departe de Pământ, casca va putea, de asemenea, să încorporeze proiecții grafice care afișează parametrii sistemului de susținere a vieții, procedurile și echipamentul de referință.
Amy Ross, managerul subsistemului de presiune al xEMU, a declarat că combinația de fază I va fi testată pentru prima dată în afara ISS la mijlocul anului 2023. Acest costum de testare va fi un hibrid, încorporând noul trunchi și sistemul de susținere a vieții, dar cu mănuși, picioare și cizme transferate de la EMU-urile actuale. Un astronaut din xEMU va testa noul costum în timp ce va fi însoțit de un membru al echipajului din EMU standard al ISS.
Echipamente modernizate
Astronauțiinu pot supraviețui și lucra eficient în exteriorul unei nave spațiale fără un sistem portabil de susținere a vieții care să furnizeze oxigen, să alimenteze bateriile, să răcească și să elimine CO2 din costum.
Racsacul PLSS de astăzi captează CO2 prin circulația aerului printr-o cutie de particule de oxid de argint. Această cutie poate elimina CO2 timp de opt ore. În interiorul ISS, o cameră de încălzire forțează cartușele reutilizabile să elibereze CO2, care este evacuat peste bord. În schimb, noua PLSS va fi echipată cu un absorbant, regenerabil constant, compus din amine (compuși organici care conțin azot).
Un sistem de răcire îmbunătățit
Apoi este vorba de răcire. PLSS de azi al EMU pompează apa de răcire printr-un inner liner alcătuit din tuburi subțiri. Apa care circulă în jurul trunchiului și membrelor absoarbe căldura generată de munca astronautului și de metabolismul celular. Această apă încălzită circulă printr-un sublimator situat în rucsac, unde sursa separată de apă curge într-un bloc de metal poros, unde se răcește și îngheață prin sublimare direct în vapori în vidul spațiului. Această gheață formată prin sublimare răcește apa încălzită din costum, care apoi recirculă pentru a răci astronautul.?
Totuși, micii pori ai acestui sublimator și ai separatorului aer-apă sunt sensibili la impurităților de apă; înfundarea poate cauza pierderea răcirii și chiar forțarea apei în cască.
Dispozitivul xEMU PLSS rezolvă această problemă și evită necesitatea unei alimentări separate cu apă permițând ca o parte din apa din căptușeala de răcire să se evapore direct în espace prin intermediul unei membrane permeabile. Acest dispozitiv este denumit “SWME” . SWME “a petrecut deja sute de ore în teste și nu este la fel de sensibil la calitatea apei”, spune Ross.
Dacă echipa sa poate obține calitatea de fabricație necesară, SWME ar trebui să fie un cooler și robust care funcționează în spațiu și în atmosfera subțire de pe Marte.
Direcția spre Marte pentru costumul xEMU
Iată prezentarea completă a noului costum spațial al NASA.
Faza II (suprafața lunară) costumul este dezvoltat în paralel cu faza I. Echipa industrială a NASA intenționează să adapteze designul fazei I pentru suprafața Lunii prin adăugarea unui acoperiș pe partea inferioară a corpului care va oferi o mobilitate mai mare la suprafață decât designul Apollo. “Lucrăm la prototipuri de costume cel puțin din 1989, ceea ce ne dă o idee bună despre cum pot fi asamblate aceste componente. Ne vom baza pe ceea ce avem – probabil un șold cu două rulmenți, cu materiale moi între cei doi rulmenți, care vă vor permite să mergeți așa cum doriți”, explică Ross.
Moonwalkers ar trebui să poată să meargă, să sară, să se ghemuiască, să se deschidă și chiar să îngenuncheze pe suprafața Lunii. Dar Ross spune că “a pune o carapace pe un om și a-i cere să se miște ca un om este o mare provocare. Probabil că nu vom fi niciodată capabili să facem salturi pe spate” …
Blocarea prafului lunar
În plus față de protecția picioarelor, noul costum al NASA va nevoi un costum de protecție a mediului./b>, un strat exterior care să protejeze purtătorul de căldura extremă, micrometeoriți și intruziunea prafului. Costumele Apollo s-au degradat rapid din cauza pătrunderii unor grăunțe microscopice de praf în mecanismele articulațiilor.
Copacul protector exterior alb al actualului EMU este fabricat dintr-o țesătură ortopedică, un amestec de Gore-Tex, Kevlar și Nomex. Potrivit lui Ross, “Ortho-Fabric” este un material țesut plin de găuri – nu ceea ce doriți pentru a respinge praful. Echipa sa cercetează acoperiri texturate și bioinspirate, precum micile fire de păr cu autocurățare de pe picioarele geckos, pentru a ajuta la respingerea prafului.
Mănuși și cizme ranforsate
Mănușile din faza VI a ISS EMU, precum cele purtate de Tom Jones pe Stația Spațială Internațională, nu sunt perfecte, dar au suficientă dexteritate pentru primele misiuni lunare.??
Pentru a le transfera pe noile costume, trebuie să adăugăm un strat exterior suplimentar pentru misiunile științifice lunare. În ceea ce privește cizmele, anii de testare pe teren a prototipurilor de costume au oferit echipei un avantaj în proiectarea lor.
Un calendar strâns pentru proiectul xEMU
În 2023, proiectul xEMU trebuie să livreze trei unități de zbor: două pentru prima aselenizare Artemis în 2024 și una pentru demonstrația noii combinații pe ISS. Rodriggs, managerul de proiect, spune că testarea ISS în 2023 s-ar putea “extinde până la un an pentru a dovedi capacitățile xEMU”. Ea spune că două costume xEMU pentru întoarcerea pe Lună vor fi terminate la începutul anului 2023.
Pentru a respecta acest calendar, Rodriggs are sub conducerea sa 45 de angajați și 170 de contractanți, o echipă care va continua să crească pe măsură ce lunile trec pentru a încorpora noile capacități ale costumelor și a respecta termenul Artemis.
Există deja zece companii răspândite în SUA care dezvoltă componente pentru xEMU. După testarea pe orbită și misiunea inițială de întoarcere pe Lună, NASA intenționează să caute unul sau mai mulți parteneri industriali din această echipă pentru a construi mai multe costume și a le menține pe ISS și în viitoarele expediții lunare și pe Marte.
Costumul xEMU are un viitor strălucit
Concept de la un artist, Nasa.
NASA încearcă de vreo douăzeci de ani să introducă o nouă combinație spațială, eforturi care au fost blocate de lipsa de finanțare (din motive mai ales politice). Banii sunt întotdeauna factorul critic în industria spațială. Cu toate acestea, spune Ross, “astăzi, situația noastră financiară s-a schimbat. Cutia bugetară se deschide, iar noi avem suficiente resurse pentru a oferi încrederea necesară respectării programului. NASA este serioasă în ceea ce privește realizarea proiectului – și realizarea acestuia la timp.”
Sperăm că ați aflat tot ce trebuia să știți despre costumul spațialxEMU.
Află despre noul costum SpaceX, cel care a zburat la bordul Crew Dragon.
Dacă vă interesează și alte subiecte legate de NASA, nu ezitați să vizitați blogul nostru.
Ne vedem curând la Micul Astronaut!?
Descoperiți următorul nostru articol: lampa spațială magnetică