NASA ontwikkelt nieuwe ruimtepakken voor hun Artemis-programma. De nieuwe pakken geven de astronauten meer mobiliteit, zijn veiliger en worden van de grond af aan ontworpen voor vrouwen.
De wortels van moderne ruimtepakken of Extravehicular Mobility Units (EMU's) gaan terug naar de Apollo-missies. In feite zijn de ruimtepakken die NASA-astronauten dragen tijdens ruimtewandelingen 40 jaar oud. Die ruimtepakken zijn nooit ontworpen voor vrouwelijke astronauten, en NASA is van plan dat Artemis de eerste vrouwen naar de maan brengt. Om die en vele andere redenen werkt NASA het ontwerp bij.
Het nieuwe ontwerp heet Exploration Extravehicular Mobility Unit of xEMU.
De eerste NASA-ruimtepakken waren zojuist geüpgradede vluchtpakken op grote hoogte die door de Amerikaanse marine werden gebruikt. De Gemini-astronauten gebruikten ze, maar verlieten nooit een baan om de aarde, hoewel ze ruimtewandelingen maakten. Toen de Apollo-missie werd aangekondigd, ontwierp NASA nieuwe ruimtepakken. Astronauten hadden meer bescherming nodig op het maanoppervlak en ze hadden mobiliteit nodig om hun taken uit te voeren. De ruimtepakken zijn opgewaardeerd voor latere Apollo-missies, maar in de loop der jaren is het ontwerp in wezen hetzelfde gebleven.
Ruimtepakken zijn robuuste eenheden die alle bescherming bieden die een ruimtevaartuig biedt. In een persbericht noemt NASA ze "een persoonlijk ruimteschip dat alle bescherming nabootst van de barre omgeving en de basisbronnen die de aarde en haar atmosfeer bieden."
Veiligheid van astronauten heeft topprioriteit als het gaat om ruimtepakken. De nieuwe xEMU's zullen astronauten moeten beschermen tegen de wilde temperatuurschommelingen op het maanoppervlak, net als eerdere versies. Op de maan gaat de temperatuur van -157 C tot 121 C (-250 F tot 250 F.) Om dat te doen, moeten pakken zowel reflecterend als isolerend zijn.
De vertrouwde rugzak zal er nog steeds zijn op de nieuwe xEMU's. Het bevat de voeding van het pak en ademende lucht. Het moet ook CO2, geuren en vocht verwijderen. Technologische vooruitgang heeft deze systemen gekrompen, wat betekent dat de nieuwe pakken back-upsystemen zullen hebben, waardoor ze veiliger zijn als er iets niet werkt. Ze kunnen astronauten ook langere missies laten voltooien.
Oude video's van astronauten op het maanoppervlak laten zien hoe onhandig de pakken waren. De astronauten hadden soms moeite om hun taken uit te voeren, verloren hun evenwicht en vielen om. De video's zijn nogal komisch, maar die onhandige pakken gebruikten veel energie van de astronauten, iets waar NASA zich zorgen over maakte. xEMU-pakken hebben een grotere mobiliteit en helpen bij de grotere verscheidenheid aan taken die astronauten zullen moeten uitvoeren, zonder de astronauten te verslijten.
De nieuwe xEMU's geven astronauten meer flexibiliteit op kritieke gebieden zoals de knieën en schouders. Astronauten kunnen vrijer op de knieën buigen, hun heupen draaien en zelfs dingen boven hun hoofd tillen. Sommige delen van de oude pakken, zoals de schouders, vertrouwden op katrollen en kabels. De nieuwe pakken gebruiken lagers om astronauten meer mobiliteit te geven. Ze laten ook de armen volledig draaien, van schouder tot pols.
Toen de Apollo-EMU's voor het eerst werden ontworpen, hadden we geen idee van het maanoppervlak. We wisten niet wat landers, rovers en astronauten zouden verplaatsen, dus de laarzen van de EMU waren stijf. De nieuwe xEMU's zijn voorzien van wandelschoenen met flexibele zolen, waardoor de stijvere houding van de Apollo-astronauten een historische gril wordt. Al deze verbeteringen helpen astronauten niet alleen hun taken gemakkelijker uit te voeren, ze helpen ze ook hun evenwicht te bewaren.
De helmen, of wat ze soms "Snoopy caps" noemen, worden ook opnieuw ontworpen. De microfoon in de oude helmen volgde de bewegingen van astronauten niet altijd goed, maar de nieuwe heeft meerdere ingebouwde microfoons. Ze zijn spraakgestuurd en maken de communicatie betrouwbaarder en gemakkelijker. De nieuwe helmen worden ook niet zo heet en bezweet als de oude.
De natuur roept lange ruimtewandelingen op, en hoewel astronauten over het algemeen een hekel hebben aan het "luier" -systeem, zullen de xEMU's een bijgewerkte versie ervan hebben. Maar daarover genoeg gezegd.
De xEMU's zullen modulair zijn. Ze kunnen worden aangepast aan verschillende omgevingen. Terwijl Artemis onze aandacht op het oppervlak van de maan richt, zullen astronauten ook aan de Lunar Gateway moeten werken en daar mogelijk ruimtewandelingen moeten maken. Astronauten gaan nog steeds naar het ISS, en mogelijk ook naar Mars. De xEMU kan worden aangepast aan al die omgevingen en missies. De Martiaanse zomer- en wintertemperaturen verschillen per locatie en seizoen, terwijl de maan geen seizoenen en geen atmosfeer kent. En door de lage zwaartekracht op het ISS is de mobiliteit van armen en benen niet zo cruciaal.
NASA moderniseert ook het viziersysteem. De helmen op de huidige pakken moeten worden teruggestuurd naar de aarde om te worden gerepareerd, wat een onhandige regeling is voor astronauten bij de Lunar Gateway of op Mars. De nieuwe helmen zijn voorzien van snel verwisselbare vizieren. De vizieren zijn een beschermend schild voor de bubbel onder druk en zodra een vizier te bekrast raakt, kan het snel worden vervangen.
De nieuwe xEMU past veel beter bij astronauten. De antropometrie- en biomechanica-faciliteit van NASA in het Johnson Space Center zal daarvoor zorgen. In die faciliteit zullen astronauten 3D-scans van het hele lichaam ondergaan terwijl ze de basisbewegingen en -houdingen uitvoeren die worden verwacht tijdens ruimtewandelingen. Dat zorgt voor een geanimeerd 3D-model van elke astronaut dat NASA geselecteerde modulaire xEVU-componenten voor elke astronaut zal gebruiken. Deze put zorgt voor een betere pasvorm voor de astronauten en verlicht huidslijtage en schaafwonden, vooral tijdens langere wandelingen.
De nieuwe xEMU's worden ook van achteren ingevoerd. Dat is een verbetering ten opzichte van de omslachtige methode die nu wordt gebruikt, waarbij mobiliteit wordt opgeofferd. De achteringang zorgt voor een meer natuurlijke plaatsing van gewrichten en een meer natuurlijke pasvorm en mobiliteit. Het is een beetje simplistisch om te zeggen dat astronauten gewoon in hun pak kunnen "lopen" en het dan kunnen verzegelen, maar het is in die richting.
Deze video toont een astronaut die relatief gemakkelijk in het pak klimt, en benadrukt de verhoogde mobiliteit.
De eerste echte test van de nieuwe xEMU's is de Artemis-missie naar de maan-zuidpool in 2024. Maar daarvoor zullen de nieuwe pakken hier op aarde en op het ISS worden getest. Tegen de tijd dat de uitverkorenen weer voet op de maan zetten, zijn de pakken klaar.
Het gezicht van ruimteverkenning verandert. Steeds meer vertrouwt NASA op particuliere bedrijven om hun inspanningen te ondersteunen. Dit geldt zeker als het gaat om verkenning van de maan en NASA's Artemis-programma. Er zijn heel veel bedrijven die technologieën ontwikkelen voor Artemis en andere missies, en ook particuliere bedrijven spelen een rol in de xEMU.
NASA is van plan de eerste xEMU's te bouwen voor de eerste Artemis-astronauten, maar daarna is het aan particuliere bedrijven om ze te bouwen en te onderhouden. SpaceX heeft al vliegpakken ontworpen en gebouwd voor astronauten om te dragen tijdens ruimtevaart, dus het zou een natuurlijke vooruitgang voor hen kunnen zijn om xEMU's te bouwen.
Meer:
- Persbericht: een ruimtepak van de volgende generatie voor de Artemis-generatie van astronauten
- Persbericht: Orion Suit uitgerust om het onverwachte te verwachten op Artemis-missies
- Space Magazine: ze hebben ruimtepakken die nu passen. Christina Koch en Jessica Meir Will Spacewalk op 21 oktober
- NASA: feiten over ruimtepakken en ruimtewandelen
