Die NASA hat sich zum Ziel gesetzt, im Jahr 2024 auf den Mond zurückzukehren.
Um dieses gigantische Projekt erfolgreich umzusetzen, benötigen sie eine Rakete (die SLS), einen Mondbote sowie Raumanzüge.
In diesem Blogartikel stellen wir Ihnen den zukünftigen Raumanzug der NASA vor, den xEMU.
Gute Erkundung! ?
Der Vorläufer des EMU-Anzugs: Der A7L
Der aktuelle Raumanzug der Internationalen Raumstation, vor 40 Jahren für die extravehikulären Aktivitäten des Raumschiffs entworfen, würde jeden Moonwalker frustrieren. Der Weltraumveteran Tom Jones untersucht, wie die NASA einen Mondanzug rechtzeitig für die für 2024 geplante Mondrückkehr bauen wird.
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Die A7L-Raumanzüge von Neil Armstrong und Buzz Aldrin ermöglichten den ersten Spaziergang auf dem Mond, wiesen jedoch Lücken auf. erhebliche Mängel hinsichtlich der Flexibilität, des Innenkomforts, der Manipulierbarkeit der Handschuhe und der Überlebensfähigkeit auf. Armstrong sagte bei einer technischen Nachbesprechung nach seiner Rückkehr zur Erde: „Wir sollten diesen Anzug verbessern, damit man sich hinknien kann, und wir sollten mehr an der Beweglichkeit der Handschuhe arbeiten, damit wir mehr auf der Oberfläche unseres Satelliten tun können.
Wenn das Artemis-Programm der NASA erfolgreich Astronauten zum Mond zurückschickt, werden diese Forscher einen neuen, leistungsstarken Anzug benötigen, der von den Erfahrungen mit Apollo und dem Space Shuttle profitiert und die Früchte von mehr als zwei Jahrzehnten technologischer Investitionen der NASA integriert.
Die NASA hat sich in den letzten Jahren auf die Entwicklung von neuen Anzügen spezialisiert, um den Mond zu erforschen.
Links: Neil Armstrongs Raumanzug für Apollo 11.
Rechts: Andrew Morgan in einem EMU bei einem Außenbordeinsatz von der ISS.
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Eine bereichernde Vergangenheit: die EMU
Die heutige Extravehicular Mobility Unit, kurz EMU, wurde in den späten 1970er Jahren für Weltraumspaziergänge vom Space Shuttle aus entwickelt.
Tom Jones trug eine EMU bei drei Weltraumspaziergängen von der Internationalen Raumstation. Er erklärt, dass der Anzug robust, aber steif ist und eine begrenzte Mobilität bietet.
Ein Astronaut mit einem Gewicht von 73 kg im Inneren wiegt 145 kg. Diese Masse ist im Weltraum immer vorhanden, und der Astronaut muss sich bewegen und dann stehen bleiben. Die Beine des Schutzanzugs sind nicht zum Gehen gedacht; bei der ISS dienen sie lediglich als Schwinge für die Fußstützen.
Außerdem wurden das Außengewebe und die Lebenserhaltungssysteme so konzipiert, dass sie im Vakuum des Weltraums funktionieren, und nicht auf einem Mond oder einer staubigen Planetenoberfläche.?
Der erste Prototyp der xEMU: die Z-Serie
Im Jahr 2012 begann die NASA mit der Entwicklung des Z-Anzugs Z-1. Die zweite Version (Z-2) erschien einige Zeit später. Diese ersten Prototypen sind die Vorläufer des xEMU.
Der neue NASA-Anzug: der xEMU
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Hier ein kurzes Einführungsvideo zum xEMU-Anzug.
Das Ziel der NASA ist also “ Entwicklung eines Raumanzugs vom Typ Exploration“ , erklärt Liana Rodriggs, Leiterin des xEMU-Projekts am Johnson Space Center, per E-Mail. Varianten des Designs werden es den Artemis-Astronauten ermöglichen, auf dem Mond zu spazieren oder außerhalb der geplanten Mondbrücke oder des derzeitigen ISS zu arbeiten. Die Agentur plant, drei xEMU-Anzüge intern bei Johnson zu bauen, rechtzeitig für die Tests auf der ISS und die Rückkehr vom Mond im Jahr 2024.
Der xEMU wird die Lektionen von Apollo, die jahrzehntelange Erfahrung der EMU an Bord des Space Shuttle und der ISS nutzen./b>, und die Labor- und Feldversuche der Konzepte für Oberflächenanzüge, die mindestens bis 1989 zurückreichen. Das neue Konzept wird die Unzulänglichkeiten des xEMU der ISS beheben, Fortschritte bei der Mobilität und den Lebenserhaltungssystemen integrieren und kann im Vakuum des Weltraums oder an einem Mondaußenposten aufrechterhalten werden.Das Design der Phase I des xEMU wird für die ISS oder die Mondstation bestimmt sein.
Der Torso des Anzugs wird eine Aluminiumschale mit einer Einstiegsluke von hinten sein, wie beim Russischen Raumanzug Orlan. Der Einstieg von hinten verringert die Verrenkungen, die zum Anziehen des Anzugs nötig sind, und die Schultern sind nach vorne geneigt, wodurch sie natürlicher mit den Armen und Schultern des Astronauten ausgerichtet sind. Im Gegensatz dazu muss der heutige EMU angezogen werden, indem man sich von unten her verdreht, wodurch die Schultern stärker nach links und rechts gedreht werden müssen, eine Ausrichtung, die zu langfristigen Verletzungen der Schultern von Astronauten beigetragen hat.??
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Die Phase I des Astronautenanzugs der NASA wird einen neu gestalteten Helm mit besserer Sicht einführen. nach unten und ein integriertes Mikrofon- und Lautsprechersystem, wodurch die schweißtreibende „Snoopy-Mütze“, die den Astronauten immer über die Augen zu rutschen schien, abgeschafft wird. Für Missionen fernab der Erde kann der Helm auch projizierte Infografiken integrieren, die die Parameter der Lebenserhaltungssysteme, die Verfahren und das Referenzmaterial anzeigen.
Amy Ross, Leiterin des Drucksubsystems der xEMU, sagte, dass die Kombination der Phase I./b> Mitte des Jahres 2023 zum ersten Mal außerhalb des ISS getestet werden wird. Dieser Testanzug wird ein Hybrid sein, der den neuen Torso und das Lebenserhaltungssystem integriert, aber mit Handschuhen, Beinen und Stiefeln, die von den aktuellen EMUs übertragen wurden. Ein Astronaut der xEMU-Einheit wird den neuen Anzug auf die Probe stellen, während er von einem Besatzungsmitglied der Standard-EMU-Einheit der ISS begleitet wird.
Ausrüstung aufgerüstet
Astronauten können nicht überleben und effektiv arbeiten im außerhalb. eines Raumschiffs ohne ein tragbares Lebenserhaltungssystem, das Sauerstoff liefert, die Batterien versorgt, kühlt und das im Anzug enthaltene CO2 entfernt.
Der heutige PLSS-Rucksack fängt das CO2 ein, indem er die Luft in einer Box aus Silberoxidpartikeln zirkulieren lässt. Diese Box kann das CO2 bis zu acht Stunden lang abbauen. Zurück im Inneren der ISS zwingt eine Heizkammer die wiederverwendbaren Patronen, ihr CO2 freizusetzen, das dann über Bord abgelassen wird. Im Gegensatz dazu wird das neue PLSS mit einem Absorber ausgestattet sein, der konstant erneuerbar ist und aus Aminen (stickstoffhaltigen organischen Verbindungen) besteht.
Ein verbessertes Kühlsystem
Zweitens geht es um die Frage der Kühlung. Das PLSS der EMU von heute pumpt das Kühlwasser durch eine Innenauskleidung, die aus dünnen Rohren besteht. Das Wasser, das um den Torso und die Gliedmaßen zirkuliert, nimmt die Wärme auf, die durch die Arbeit des Astronauten und den Zellstoffwechsel entsteht. Dieses erhitzte Wasser zirkuliert durch einen Sublimator im Rucksack, wo die abgetrennte Wasserquelle in einen porösen Metallblock fließt, wo sie abkühlt und gefriert, indem sie im Vakuum des Weltraums direkt zu Dampf sublimiert. Dieses durch Sublimation gebildete Eis kühlt das erhitzte Wasser im Anzug, das dann wieder zurückfließt, um den Astronauten zu kühlen…?
Doch die winzigen Poren dieses Sublimators und der Luft-Wasser-Trenner sind empfindlich gegen Schutzkleidung und Schutzkleidung.Verunreinigungen des Wassers; eine Verstopfung kann zu einem Kühlungsverlust führen und sogar Wasser in den Helm zwingen.
Das xEMU PLSS löst dieses Problem und macht eine separate Wasserversorgung überflüssig, indem es einen Teil des Wassers aus der Kühlbeschichtung durch eine durchlässige Membran direkt in den Raume verdunsten lässt. Diese Vorrichtung wird als „SWME“ bezeichnet. Die SWME „hat bereits Hunderte von Stunden in Tests verbracht und ist nicht so empfindlich gegenüber der Wasserqualität“, erklärt Ross.
Wenn sein Team die erforderliche Fertigungsqualität erreichen kann, sollte der SWME ein zuverlässiger Kühler sein./b> und robust sein, der im Weltraum und in der feinen Atmosphäre des Mars funktioniert.
Richtung Mond für den xEMU-Anzug
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Dies ist die vollständige Präsentation des neuen Raumanzugs der NASA.
Der Schutzanzug der Phase II (für die Mondoberfläche) wird parallel zum Phase I entwickelt. Das Industrieteam der NASA plant, das Design von Phase I für die Mondoberfläche anzupassen, indem eine Beschichtung hinzugefügt wird. auf dem unteren Teil des Körpers, die eine viel größere Oberflächenbeweglichkeit als das Apollo-Design bieten wird. „Wir arbeiten seit mindestens 1989 an Prototypen von Anzügen, was uns eine gute Vorstellung davon vermittelt, wie diese Komponenten zusammengesetzt werden können. Wir werden uns auf das stützen, was wir haben – wahrscheinlich eine Hüfte mit zwei Lagern und weichen Materialien zwischen den Lagern, die es Ihnen ermöglichen, so zu laufen, wie Sie es wollen“, erklärt Ross.
Moonwalker sollten in der Lage sein, zu gehen, zu springen, zuzu hocken, zu beugen und sogar auf der Mondoberfläche zu knien. Aber Ross sagt: „Einem Menschen eine Schale überzustülpen und ihn zu bitten, sich wie ein Mensch zu bewegen, ist eine große Herausforderung. Wir werden wahrscheinlich nie in der Lage sein, Saltos rückwärts zu machen“ …?
Mondstaub abblocken
Neben den Beinprotektoren wird der neue NASA-Anzug einen Umweltschutzanzug benötigen./b>, eine Außenschicht, um den Träger vor extremer Thermik, Mikrometeoriten und dem Eindringen von Staub zu schützen. Die Apollo-Anzüge wurden schnell durch mikroskopisch kleine Staubkörner beschädigt, die in die Mechanismen ihrer Gelenke eindrangen.
Die weiße äußere Schutzschicht des heutigen EMU besteht aus einem orthopädischen Gewebe, einer Mischung aus Gore-Tex, Kevlar und Nomex. Laut Ross ist „Ortho-Fabric“ ein gewebtes Material voller Löcher – das ist nicht das, was Sie wollen, um Staub abzuwehren. Sein Team forscht nach texturierten und bioinspirierten Beschichtungen, wie die kleinen, selbstreinigenden Härchen an Geckofüßen, die bei der Staubabweisung helfen sollen.
Verstärkte Handschuhe und Stiefel
Die Handschuhe der Phase VI. der ISS EMU, wie sie Tom Jones auf der Internationalen Raumstation trug, sind nicht perfekt, aber sie haben genügend Fingerfertigkeit für die ersten Mondmissionen.??
Um sie auf die neuen Anzüge zu übertragen, muss eine zusätzliche Außenschicht für die wissenschaftlichen Mondmissionen hinzugefügt werden. Was die Stiefel angeht, so haben jahrelange Feldversuche mit Prototypen von Anzügen dem Team einen Schub bei der Entwicklung gegeben.
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Ein enger Zeitplan für das xEMU-Projekt
Im Jahr 2023 soll das xEMU-Projekt drei Flugeinheiten liefern: zwei für die erste Artemis-Landung im Jahr 2024 und b>eine für die Demonstration des neuen Anzugs auf der ISS. Projektleiter Rodriggs sagt, dass die ISS-Tests im Jahr 2023 „bis zu einem Jahr dauern könnten, um die Fähigkeiten des xEMU unter Beweis zu stellen“. Sie erklärt, dass die zwei Anzüge xEMU für die Rückkehr zum Mond Anfang 2023 terminiert werden.?
Um diesen Zeitplan einzuhalten, hat Rodriggs unter ihrer Leitung 45 Angestellte und 170 Auftragnehmer, ein Team, das im Laufe der Monate weiter wachsen wird, um die neuen Fähigkeiten der Anzüge zu integrieren und den Termin für Artemis einzuhalten.
Es gibt bereits Dutzende von Unternehmen in den gesamten USA, die Komponenten für die xEMU entwickeln. Nach den Tests in der Umlaufbahn und der ersten Mission zurück zum Mond plant die NASA, innerhalb dieses Teams einen oder mehrere Industriepartner zu suchen, um mehrere Anzüge zu bauen und sie auf der ISS und bei zukünftigen Mond- und Marsexpeditionen zu warten.
Der xEMU-Anzug hat eine große Zukunft
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Konzept eines Artists, Nasa.
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Die NASA hat seit etwa 20 Jahren versucht, einen neuen. Raumkombination, Bemühungen, die durch Mangel an Finanzierung (aus überwiegend politischen Gründen) blockiert wurden. Geld ist immer noch der kritische Faktor in der Raumfahrtindustrie. Allerdings, so Ross, „hat sich heute unsere finanzielle Situation geändert. Die Budgetbox öffnet sich, und wir haben genügend Ressourcen, um das nötige Vertrauen zu geben, um den Zeitplan einzuhalten. Die NASA meint es ernst und will es tun – und es rechtzeitig tun.“
In der Hoffnung, dass Sie alles Wissenswerte über den Raumanzug xEMU erfahren haben.
Schauen Sie sich den neuen SpaceX-Anzug an, der an Bord der Dragon-Crew geflogen ist.
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