NASA har som mål at vende tilbage til Månen i 2024.
For at lykkes med dette gigantiske projekt har de brug for en raket (SLS), en lunar lander samt rumdragter.
I dette blogindlæg vil vi introducere dig til NASA’s fremtidige rumdragt, xEMU.
Godt at gå på opdagelse?
Forfaderen til EMU-dragten: A7L
Den nuværende rumdragt til Den Internationale Rumstation, designet for 40 år siden til ekstravehikulære aktiviteter på rumfærgen, ville frustrere enhver månevandrer. Rumveteranen Tom Jones ser på, hvordan NASA vil bygge en månedragt i tide til den planlagte månerejse i 2024.
Neil Armstrongs og Buzz Aldrins A7L-rumdragter muliggjorde den første månevandring, men havde lacunae betydelige med hensyn til fleksibilitet, intern komfort, handskernes manøvredygtighed og overlevelsesevne. Armstrong sagde under en teknisk debriefing efter sin tilbagevenden til jorden: “Vi bør forbedre denne dragt, så man kan knæle, og vi bør arbejde mere på handskernes mobilitet, så vi kan gøre flere ting på overfladen af vores satellit.”
Hvis det lykkes NASA’s Artemis-program at sende astronauter tilbage til Månen, vil disse opdagelsesrejsende få brug for en ny præstationsdragt, der drager fordel af erfaringerne fra Apollo og rumfærgen og indeholder frugterne af mere end to årtiers teknologiske investeringer fra NASA’s side.
Venstre: Neil Armstrongs rumdragt til Apollo 11.
Højre: Andrew Morgan i en EMU under en rumvandring fra ISS.
En givende fortid: EMU’en
Den nuværende Extravehicular Mobility Unit, eller EMU, blev designet i slutningen af 1970’erne til rumvandringer fra rumfærgen.
Tom Jones bar en EMU på tre rumvandringer fra den internationale rumstation. Han forklarer, at dragten er robust, men stiv og giver begrænset mobilitet.
En 73 kg tung astronaut indeni vejer 145 kg. Denne masse er altid til stede i rummet, og astronauten skal bevæge sig og derefter stoppe. Dragtens ben er ikke designet til at gå på; på ISS fungerer de blot som ankre til fodstøtterne.
Desuden blev det yderste stof og livsstøttesystemerne designet til at fungere i rummets vakuum, ikke på en måne eller en støvet planetoverflade.
Den første xEMU-prototype: Z-serien
I 2012 begyndte NASA at udvikle Z-1-dragten. Den anden version (Z-2) dukkede op noget tid senere. Disse tidlige prototyper er forfædrene til xEMU.
NASA’s nye dragt: xEMU
Her er en kort introduktionsvideo om xEMU-dragten.
Så NASA’s mål er at “udvikle en rumdragt af udforskningstypen” Liana Rodriggs, xEMU-projektleder på Johnson Space Center, forklarer via e-mail. Variationer af designet vil gøre det muligt for Artemis-astronauter at gå på månen eller arbejde uden for den planlagte månebro eller den nuværende ISS. Agenturet planlægger at bygge tre xEMU-dragter internt på Johnson i tide til at teste på ISS og vende tilbage til månen i 2024.
XEMU vil trække på erfaringerne fra Apollo, EMU’s årtiers erfaring ombord på rumfærgen og ISS og laboratorie- og feltarbejde./b> og laboratorie- og felttestning af overfladekombinationskoncepter, der går tilbage til mindst 1989. Det nye design vil afhjælpe manglerne ved ISS EMU, indarbejde fremskridt inden for mobilitet og livsstøttesystemer og kunne vedligeholdes i rummets vakuum eller på en måneforpost. Fase I xEMU-designet vil være beregnet til ISS eller lunar station.
Dragtens torso vil være en aluminiumsskal med en bagindgangsluge, ligesom på den russiske Orlan-dragt. Indgangen bagfra reducerer de forvridninger, der kræves for at tage dragten på, og skuldrene er vinklet fremad, så de flugter mere naturligt med astronautens arme og skuldre. I modsætning hertil skal den nuværende EMU tages på ved at vride sig nedefra, hvilket tvinger skuldrene til at blive drejet mere til venstre og højre, en orientering, der har bidraget til langvarige skader på astronauternes skuldre.?
NASA-astronautdragten Fase I vil introducere en nydesignet hjelm med bedre udsyn nedad og en integreret hjelm. nedad og et integreret mikrofon- og højttalersystem, der eliminerer den svedige “Snoopy-hætte”, som altid syntes at glide ned over astronauternes øjne. Til missioner langt fra Jorden vil hjelmen også kunne indeholde projiceret grafik, der viser livsstøttesystemets parametre, procedurer og referenceudstyr.
Amy Ross, xEMU’s leder af tryksubsystemet, sagde, at kombinationen af fase I< vil blive testet for første gang uden for ISS i midten af 2023. Denne testdragt vil være en hybrid, der indeholder den nye torso og det nye livsstøttesystem, men med handsker, ben og støvler, der er overført fra de nuværende EMU’er. En astronaut fra xEMU’en vil afprøve den nye dragt sammen med et besætningsmedlem fra ISS’ standard-EMU.
Opgraderet udstyr
Astronauterkan ikke overleve og arbejde effektivt på udenfor af etrumfartøj uden et bærbart livsstøttesystem til at levere ilt, strøm til batterier, køle og fjerne CO2 fra dragten.
Dagens PLSS-rygsæk fanger CO2 ved at cirkulere luft gennem en kasse med sølvoxidpartikler. Denne boks kan fjerne CO2 i otte timer. Tilbage i ISS tvinger et varmekammer de genanvendelige patroner til at frigive deres CO2, som udluftes over bord. I modsætning hertil vil den nye PLSS være udstyret med en absorber, konstant fornybar, der består af aminer (organiske forbindelser, der indeholder nitrogen).
Et forbedret kølesystem
Så er der spørgsmålet om køling. EMU’s PLSS af i dag pumper kølevand gennem en inderforing, der består af tynde rør. Vandet, der cirkulerer rundt om overkroppen og lemmerne, absorberer den varme, der genereres af astronautens arbejde og cellulære stofskifte. Dette opvarmede vand cirkulerer gennem en sublimator i rygsækken, hvor den separate vandkilde strømmer ind i en porøs metalblok, hvor det afkøles og fryser ved at sublimere direkte til damp i rummets vakuum. Denne is, der dannes ved sublimering, afkøler det opvarmede vand i dragten, som derefter recirkuleres for at afkøle astronauten.
De små porer i denne sublimator og luft-vand-separatoren er imidlertid følsomme over for vandforureninger.vandurenheder; tilstopning kan forårsage tab af køling og endda tvinge vand ind i hjelmen.
Den xEMU PLSS løser dette problem og undgår behovet for en separat vandforsyning ved at lade noget af vandet fra køleforingen fordampe direkte ind i rummete gennem en gennemtrængelig membran. Denne anordning kaldes “SWME“. SWME “har allerede brugt hundredvis af timer på at teste og er ikke så følsom over for vandkvalitet”, siger Ross.
Hvis hans team kan opnå den krævede produktionskvalitet, bør SWME være en pålidelig køler og robot./b> og robust, der virker i rummet og i den tynde atmosfære på Mars.
Mars-retning for xEMU-dragten
Her er den fulde præsentation af NASA’s nye rumdragt.
Den fase II (måneoverfladen) dragt udvikles parallelt med fase I. NASA’s industrielle team planlægger at tilpasse fase I-designet til månens overflade ved at tilføje en belægning på den nederste del af kroppen, der vil give meget større overflademobilitet end Apollo-designet. “Vi har arbejdet på prototype-dragter siden mindst 1989, hvilket giver os en god idé om, hvordan disse komponenter kan samles. Vi baserer det på det, vi har – sandsynligvis en hofte med to lejer og bløde materialer mellem de to lejer, som gør det muligt at gå, som man vil”, forklarer Ross.
Moonwalkers skal være i stand til at gå, hoppe, huk, hygge sig.sidde på hug, bøje sig og endda knæle på måneoverfladen. Men Ross siger, at “det er en stor udfordring at sætte en skal på et menneske og bede det om at bevæge sig som et menneske. Vi vil sandsynligvis aldrig kunne lave baglæns saltoer” .?
Blokering af månestøv
Ud over benbeskyttelse vil NASA’s nye dragt have brug for en miljøbeskyttelsesdragt./Et yderste lag, der skal beskytte bæreren mod ekstrem varme, mikrometeoritter og støvindtrængning. Apollo-dragterne blev hurtigt nedbrudt af mikroskopiske støvkorn, der sivede ind i deres ledmekanismer.
Det hvide ydre beskyttelseslag på den nuværende EMU er lavet af et ortopædisk stof, en blanding af Gore-Tex, Kevlar og Nomex. Ifølge Ross er “Ortho-Fabric” et vævet materiale fuld af huller – det er ikke det, man vil have til at afvise støv. Hans team søger strukturerede og bioinspirerede belægninger, som de små selvrensende hår på gekkoers fødder, for at hjælpe med at afvise støv.
Forstærkede handsker og støvler
Handskerne i fase VI af ISS EMU, som dem Tom Jones bærer på den internationale rumstation, er ikke perfekte, men de har tilstrækkelig fingerfærdighed til de første månemissioner.
For at overføre dem til de nye dragter skal vi tilføje et yderligere lag til videnskabelige missioner på Månen. Hvad angår støvlerne, har mange års felttestning af prototypedragter givet holdet et forspring med hensyn til design.
En stram tidsplan for xEMU-projektet
I 2023 skal xEMU-projektet levere tre flyveenheder: to til den første Artemis-månelanding i 2024 og en til den første Artemis-månelanding i 2024.b>en til demonstration af den nye kombination på ISS. Rodriggs, projektlederen, siger, at ISS-testen i 2023 kan “strække sig over op til et år for at bevise xEMU’ens evner”. Hun siger, at de to dragter xEMU til tilbagevenden til Månen vil være afsluttet i begyndelsen af 2023.
For at overholde denne tidsplan har Rodriggs 45 ansatte og 170 entreprenører under sin ledelse, et team, der vil fortsætte med at vokse, efterhånden som månederne går, for at indarbejde nye dragtfunktioner og overholde Artemis-deadlinen.
Der er allerede ti virksomheder spredt over hele USA, som er i gang med at udvikle komponenter til xEMU. Efter test i kredsløb og den første mission tilbage til Månen planlægger NASA at søge en eller flere industrielle partnere fra dette team til at bygge flere dragter og vedligeholde dem på ISS og på fremtidige måne- og Mars-ekspeditioner.
XEMU-dragten har en lys fremtid
Koncept fra en kunstner, Nasa.
I omkring tyve år har NASA forsøgt at introducere en ny rumkombination. rumkombination, en indsats, der er blevet blokeret af mangel på finansiering (primært af politiske årsager). Penge er altid den kritiske faktor i rumfartsindustrien. Men, siger Ross, “i dag har vores økonomiske situation ændret sig. Budgetkassen er ved at blive åbnet, og vi har tilstrækkelige ressourcer til at kunne overholde tidsplanen. NASA mener det alvorligt med at få det gjort – og at få det gjort til tiden.”
Håbentlig har du lært alt, hvad du behøver at vide om xEMU-rumdragten.
Find ud af mere om den nye SpaceX-dragt, den der fløj om bord på Crew Dragon.
Hvis du er interesseret i andre NASA-relaterede emner, er du velkommen til at besøge vores blog.
Vi ses snart på The Little Astronaut!?
Opdag vores næste artikel: magnetisk rumlampe