العيش والعمل في الفضاء لفترات طويلة هو عمل شاق. لا يقتصر الأمر على تناول تأثيرات انعدام الوزن حصيلة جسدية ، لكن إجراء السير في الفضاء يمثل تحديًا في حد ذاته. أثناء السير في الفضاء ، يمكن أن يصاب رواد الفضاء بالارتباك والارتباك والغثيان ، مما يجعل العودة إلى المنزل أمرًا صعبًا. وعلى الرغم من إجراء عمليات السير في الفضاء لعقود من الزمن ، إلا أنها مهمة بشكل خاص على متن محطة الفضاء الدولية (ISS).
ومن هنا لماذا مختبر تشارلز ستارك دريبر (المعروفة أيضًا باسم Draper Inc.) ، وهي شركة بحث وتطوير غير ربحية مقرها ماساتشوستس ، تقوم بتصميم بدلة فضاء جديدة بدعم من وكالة ناسا. بالإضافة إلى الجيروسكوبات والأنظمة المستقلة وغيرها من التقنيات المتطورة ، ستتميز بدلة الفضاء من الجيل التالي بـ ' خذنى إلى المنزل 'الذي سيزيل الكثير من الارتباك والتخمين من السير في الفضاء.
السير في الفضاء ، والمعروف باسم ' نشاط خارج المركبات (EVA) ، جزء لا يتجزأ من السفر إلى الفضاء واستكشاف الفضاء. على متن محطة الفضاء الدولية ، عادة ما تستغرق عمليات السير في الفضاء ما بين خمس إلى ثماني ساعات ، اعتمادًا على طبيعة العمل الذي يتم إجراؤه. أثناء السير في الفضاء ، يستخدم رواد الفضاء الحبال للبقاء مثبتين في المحطة والحفاظ على أدواتهم من الطفو بعيدًا.
ميزة الأمان الأخرى التي تدخل حيز التنفيذ هي مساعدة مبسطة لإنقاذ EVA (SAFER) ، جهاز يرتديه رواد الفضاء مثل حقيبة الظهر. يعتمد هذا الجهاز على محركات الدفع النفاثة التي يتم التحكم فيها بواسطة عصا تحكم صغيرة للسماح لرواد الفضاء بالتحرك في الفضاء في حالة انفصالهم عن بعضهم البعض وتطفو بعيدًا. تم استخدام هذا الجهاز على نطاق واسع أثناء إنشاء محطة الفضاء الدولية ، والتي شملت أكثر من 150 عملية سير في الفضاء.
ومع ذلك ، حتى مع تشغيل SAFER ، ليس من الصعب على رائد الفضاء أن يصاب بالارتباك أثناء استخدام النشاط خارج المركبة ويفقد اتجاهه. أو كما أشار المهندس Draper Kevin Duda في Draper بيان صحفي ، 'بدون وسيلة مقاومة للفشل للعودة إلى المركبة الفضائية ، فإن رائد الفضاء معرض لخطر أسوأ سيناريو: الضياع في الفضاء.' كمهندس أنظمة فضائية ، درس دودا رواد الفضاء وموائلهم على متن محطة الفضاء الدولية لبعض الوقت.
قدم هو وزملاؤه مؤخرًا براءة اختراع للتكنولوجيا ، والتي يشار إليها على أنها نظام 'العودة الذاتية للنشاط خارج المركبة بمساعدة'. كما وصفوا المفهوم في براءة الاختراع:
'يقدّر النظام حالة الملاحة لعضو الطاقم بالنسبة إلى موقع ثابت ، على سبيل المثال في مركبة فضائية تدور حول المصاحبة ، ويحسب مسارًا توجيهيًا لإعادة عضو الطاقم إلى ذلك الموقع الثابت. قد يراعي النظام متطلبات السلامة والتخليص أثناء حساب مسار التوجيه '.
في طريق العودة من القمر ، قام رائد فضاء أبولو 17 رونالد إيفانز بالسير في الفضاء. أحضر إيفانز فيلمًا من كاميرات خارج وحدة القيادة والخدمة. كانت أبولو 17 هي آخر مهمة أبولو إلى القمر. الائتمان: ناسا
في أحد التكوينات ، سيتحكم النظام في حزمة SAFER الخاصة بأفراد الطاقم ويتبع المسار المحدد للعودة إلى الموقع المحدد على أنه 'المنزل'. في نظام آخر ، سيوفر النظام توجيهات في شكل إشارات بصرية أو سمعية أو لمسية لتوجيه أفراد الطاقم إلى نقطة البداية. سيتمكن أعضاء الطاقم من تنشيط النظام بأنفسهم ، ولكن سيتمكن المشغل عن بُعد أيضًا من تشغيله إذا لزم الأمر.
وفقًا لـ Séamus Tuohy ، مدير أنظمة الفضاء في Draper ، فإن هذا النوع من تقنية العودة إلى المنزل يعد تقدمًا في تكنولوجيا بدلات الفضاء طال انتظاره.'لا تحتوي بدلة الفضاء الحالية على حل ملاحة تلقائي - إنها يدوية بحتة - ويمكن أن يمثل ذلك تحديًا لرواد الفضاء لدينا إذا كانوا في حالة طوارئ ، ' قالت .
يمثل مثل هذا النظام تحديات متعددة ، ليس أقلها يتعلق بأنظمة تحديد المواقع العالمية (GPS) ، والتي لا تتوفر ببساطة في الفضاء. يتعين على النظام أيضًا حساب مسار العودة الأمثل الذي يراعي الوقت ، واستهلاك الأكسجين ، ومتطلبات السلامة والتخليص. أخيرًا ، يجب أن تكون قادرة على توجيه أي رائد فضاء مرتبك (أو حتى فاقد الوعي) بشكل فعال إلى غرفة معادلة الضغط. كما دودا شرح :
'إن إعطاء رواد الفضاء إحساسًا بالاتجاه والتوجيه في الفضاء يمثل تحديًا لأنه لا توجد جاذبية ولا توجد طريقة سهلة لتحديد الاتجاه الذي يكون صعودًا وهبوطًا. تعمل تقنيتنا على تحسين نجاح المهمة في الفضاء من خلال الحفاظ على سلامة الطاقم '.
حتى الأدوات يجب أن تكون مقيدة في الفضاء. يتأكد رواد الفضاء دائمًا من أن أدواتهم متصلة ببدلاتهم الفضائية حتى لا تطفو بعيدًا. الائتمان: ناسا
تتمثل الحلول ، فيما يتعلق بدودا وزملائه ، في تزويد بدلات الفضاء المستقبلية بأجهزة استشعار يمكنها مراقبة حركة مرتديها ، وتسارعها ، وموضعها النسبي لجسم ثابت. وفقًا لبراءة الاختراع ، من المحتمل أن تكون هذه مركبة فضائية تدور في مدار مصاحب. سيتم أيضًا برمجة وحدات الملاحة والتوجيه والتحكم لتلائم سيناريوهات مختلفة ، بدءًا من نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) إلى الملاحة بمساعدة الرؤية أو تتبع النجوم.
طور Draper أيضًا برنامجًا مملوكًا للنظام الذي يدمج البيانات من أنظمة الملاحة القائمة على الرؤية والقصور الذاتي. سيستفيد النظام بشكل أكبر من العمل المكثف للشركة في مجال التكنولوجيا القابلة للارتداء ، والتي لها أيضًا تطبيقات تجارية واسعة النطاق. من خلال تطوير بدلات الفضاء التي تسمح لمن يرتديها بالحصول على المزيد من البيانات من محيطه ، فإنهم يجلبون بشكل فعال تقنية الواقع المعزز إلى الفضاء.
بالإضافة إلى استكشاف الفضاء ، تتوقع الشركة أيضًا تطبيقات لنظام الملاحة الخاص بها هنا في المنزل. يشمل هؤلاء المستجيبين الأوائل ورجال الإطفاء الذين يتعين عليهم التنقل عبر الغرف المليئة بالدخان ، والقفز بالمظلات الذي يسقط باتجاه الأرض ، والغواصين الذين قد يصابون بالارتباك في المياه العميقة. حرفيا أي موقف قد تعتمد فيه الحياة والموت على عدم الضياع يمكن أن يستفيد من هذه التكنولوجيا.
قراءة متعمقة: درابر و براءات اختراع جوجل