Жизнь и работа в космосе в течение длительных периодов времени - тяжелая работа. Мало того, что последствия невесомости наносят физический урон, но и выход в открытый космос сам по себе является проблемой. Во время выхода в открытый космос астронавты могут стать дезориентированными, растерянными и тошнотворными, что затрудняет возвращение домой. И хотя выход в открытый космос ведется десятилетиями, он особенно важен на борту Международной космической станции (МКС).
Вот почему лаборатория Чарльза Старка Дрейпера (также известная как Draper Inc.), находящаяся в штате Массачусетс некоммерческая научно-исследовательская компания, разрабатывает новый скафандр при поддержке НАСА. В дополнение к гироскопам, автономным системам и другим передовым технологиям, этот скафандр следующего поколения будет оснащен кнопкой «Отвези меня домой», которая избавит вас от путаницы и догадок, связанных с выходом в открытый космос.
Выход в открытый космос, также известный как «Внедорожная деятельность» (EVA), является неотъемлемой частью космических путешествий и освоения космоса. На борту МКС выход в открытый космос обычно длится от пяти до восьми часов, в зависимости от характера выполняемой работы. Во время выхода в открытый космос астронавты используют привязи, чтобы оставаться неподвижными на станции и не допускать, чтобы их инструменты уплывали.
Еще одна функция безопасности, которая вступает в игру, - это «Упрощенная помощь для спасения EVA» (SAFER), устройство, которое астронавты носят как рюкзак. Это устройство опирается на реактивные двигатели, которые управляются небольшим джойстиком, чтобы позволить космонавтам перемещаться в космосе в случае, если они отвязываются и уплывают. Это устройство широко использовалось во время строительства МКС, где было задействовано более 150 выходов в открытый космос.
Однако даже при включенном SAFER для астронавта нетрудно стать дезориентированным во время EVA и потерять ориентацию. Или как инженер Draper Кевин Дуда указал в заявлении для прессы Draper: «Без безотказного способа вернуться на космический корабль астронавт рискует наихудшим сценарием: потеряться в космосе». Будучи инженером космических систем, Дуда изучал астронавтов и их среду обитания на борту Международной космической станции в течение некоторого времени.
Он и его коллеги недавно подали патент на технологию, которую они называют «системой самовозврата вспомогательной внезаводской деятельности». Как они описали концепцию в патенте:
«Система оценивает навигационное состояние члена экипажа относительно фиксированного местоположения, например, на сопровождающем его космическом корабле на орбите, и рассчитывает траекторию наведения для возвращения члена экипажа в это фиксированное местоположение. Система может учитывать требования безопасности и допуска при расчете траектории движения ».
В одной конфигурации система будет контролировать пакет SAFER члена экипажа и следовать по заданной траектории обратно в место, обозначенное как «дом». В другом случае система будет предоставлять указания в форме визуальных, слуховых или тактильных сигналов, чтобы направить члена экипажа обратно к исходной точке. Член экипажа сможет активировать систему самостоятельно, но удаленный оператор также сможет включить ее в случае необходимости.
По словам Симуса Туохи, директора космических систем Дрэйпера, этот тип технологии возвращения домой является прогрессом в технологии скафандров, которая давно назрела. “В нынешнем скафандре нет решения для автоматической навигации - оно чисто ручное, и это может стать проблемой для наших космонавтов, если они окажутся в чрезвычайной ситуации », - сказал он.
Такая система ставит множество задач, не в последнюю очередь это связано с системами глобального позиционирования (GPS), которые просто недоступны в космосе. Система также должна рассчитать оптимальную траекторию возврата, которая учитывает время, потребление кислорода, требования безопасности и очистки. Наконец, он должен быть в состоянии направить дезориентированного (или даже бессознательного астронавта) обратно к своему воздушному шлюзу. Как объяснил Дуда:
«Дать астронавтам чувство направления и ориентации в космосе - непростая задача, потому что нет гравитации и нет простого способа определить, какой путь вверх или вниз. Наша технология повышает успех миссии в космосе, обеспечивая безопасность экипажа ».
Решения, с точки зрения Дуды и его коллег, заключаются в том, чтобы оборудовать будущие скафандры датчиками, которые могут контролировать движение, ускорение и относительное положение пользователя к неподвижному объекту. Согласно патенту, это, вероятно, будет сопутствующий космический корабль на орбите. Модули навигации, наведения и управления также будут запрограммированы на различные сценарии: от GPS до навигации с визуальным контролем или слежения за звездами.
Draper также разработал запатентованное программное обеспечение для системы, которая объединяет данные от основанных на видении и инерциальных навигационных систем. Система получит дальнейшую выгоду от обширной работы компании в области носимых технологий, которая также имеет обширные коммерческие применения. Разрабатывая скафандры, которые позволяют владельцу получать больше данных из своего окружения, они эффективно выводят в космос технологию дополненной реальности.
Помимо освоения космоса, компания также предусматривает применение своих навигационных систем здесь, дома. К ним относятся лица, принимающие первые ответные меры, и пожарные, которым приходится перемещаться по залитым дымом комнатам, парашютисты, падающие к Земле, и аквалангисты, которые могут дезориентироваться в глубокой воде. Буквально любая ситуация, когда жизнь и смерть могут зависеть от того, чтобы не потеряться, может выиграть от этой технологии.
