Скафандры нуждаются в серьезной модернизации для следующего этапа исследований

Однако миссия Polaris Dawn, в рамках которой должен состояться первый выход в открытый космос, организованный частной компанией, была отложена. Это связано с трудностями в проектировании и разработке подходящего скафандра.

Лунные скафандры также являются одним из ключевых элементов лунной программы НАСА Artemis, которые еще не поставлены. В отчете за ноябрь 2023 года говорится, что подрядчику, изготавливающему скафандры, придется пересмотреть некоторые аспекты дизайна, предоставленного НАСА, что может привести к задержкам.

Тем не менее, первый выход в открытый космос советского космонавта Алексея Леонова состоялся в 1965 году. Позже, в период с 1969 по 1972 год, 12 астронавтов НАСА выйдут на поверхность Луны, используя технологии, которые затмят сегодняшние смартфоны. Поэтому вполне разумно задаться вопросом, почему до сих пор может быть сложно спроектировать и изготовить скафандры, выполняющие то же самое.

Многое изменилось с тех пор, как миссии «Аполлон» установили флаги на Луне. Геополитика космических путешествий изменилась, и скафандры больше не будут просто формой защиты. Напротив, они являются важнейшим способом повышения продуктивности космонавтов. Это предполагает переосмысление не только самих костюмов, но и технологий, которые их поддерживают.

Множество мощных телекоммуникационных технологий для связи астронавтов с космическими станциями и наземным управлением сочетаются с мультисенсорными камерами, датчиками температуры и датчиками приближения в современных скафандрах.

Ситуационная осведомленность – понимание ключевых элементов окружающей среды, таких как здоровье космонавта, – является основным принципом проектирования современных скафандров и имеет решающее значение для безопасности оператора. Способность костюма отслеживать частоту сердечных сокращений и другие жизненно важные показатели важна в вакууме, где уровень кислорода требует постоянного контроля, прокат авто камчатка.

Ожидания относительно риска, которому подвергаются астронавты, изменились к лучшему. А уровень инвестиций, необходимых для производства скафандра, требует, чтобы его можно было использовать для будущих задач, которые могут включать в себя заселение Луны в ближайшие несколько десятилетий.

Компромисс, на который инженеры должны пойти при внедрении носимых технологий, подобных уже упомянутым, — это вес. Приведет ли повышение ситуационной осведомленности к тому, что скафандр станет слишком тяжелым для эффективного перемещения?

Когда Илон Маск впервые намекнул на проблемы со скафандром для внекорабельной деятельности для Polaris Dawn в презентации для сотрудников SpaceX в январе, он обсуждал не трудности с подключенными технологиями, а перепроектирование «скафандра, чтобы вы действительно могли в нем передвигаться». .

Осведомленность о ситуации

Однако, говоря о мобильности в скафандре, вам необходимо учитывать задачи, которые вы хотите, чтобы эта мобильность выполнялась.

До появления современных скафандров астронавты Аполлона с трудом выполняли миссии. При бурении поверхности Луны с помощью ручной дрели для сбора образцов астронавтам было трудно обеспечить достаточную направленную вниз силу, чтобы противодействовать более слабой гравитации Луны.

Лишь десятилетия спустя, с изобретением дрели в условиях невесомости, эта проблема была решена.

Частью решения этой проблемы могут стать текущие исследования в области пневматических экзоскелетов, которые обеспечивают поддержку, необходимую для передвижения в условиях низкой гравитации. Однако новые скафандры могут потребовать взаимодействия с оборудованием, например, роботизированными дрелями, которые находятся вне скафандра. Это также потребует большей мобильности внутри скафандра.

Работа с роботами

Передача задач, ранее выполнявшихся людьми, роботам станет частью будущего освоения космоса. Это основной способ, с помощью которого инженеры смогут повысить мобильность астронавтов в скафандрах.

Например, когда астронавт выходит в открытый космос, чтобы проверить состояние части космической станции и провести возможный ремонт, его поддерживает роботизированная рука, которая следит за тем, чтобы он не улетел в космос. В сочлененном состоянии эта рука жесткая и может ограничивать движения астронавта.

Для расширения диапазона движений в настоящее время изучается возможность создания робота-скалолаза, прикрепленного как к астронавту, так и к космической станции, которым человек может управлять через свой скафандр.

Это позволит астронавтам передвигаться по космической станции быстрее и с большим диапазоном движений, чем раньше, что позволит им добраться до труднодоступных мест, таких как углы, и отремонтировать их.

Хотя в конечном итоге предполагается, что роботы сами смогут оценивать повреждения космической станции и ремонтировать ее, из-за возможных сбоев в нормальной работе люди должны быть готовы вмешаться. Возможные сбои могут быть естественными, например, небольшой метеоритный дождь, повредивший робота, или искусственными, например, взлом враждебной группой или правительством.

Для тех видов деятельности, которые мы хотим осуществить в будущем, сотрудничество человека и робота будет иметь решающее значение. Строительство базы на Луне, как планируют США и Китай, потребует строительных работ и бурения, которые человек не сможет выполнить в одиночку. Современные скафандры должны будут обеспечивать интерфейс для работы с новыми технологиями, и мы можем ожидать, что скафандры будут развиваться вместе с робототехникой.

Отношения между людьми и роботами меняются. Они выйдут за рамки выходов в открытый космос и прежнего использования роботов в качестве ограниченных инструментов и превратятся в ситуацию, когда они станут совместными партнерами в космосе.

Задачи на десять-двадцать лет вперед, такие как строительство лунных поселений, разведка месторождений полезных ископаемых на Луне и эффективный ремонт модулей космических станций, могут быть решены только с помощью робототехники.

Современные скафандры станут ключевой основой для такого сотрудничества, формируя интерфейс, в котором астронавты и роботы смогут работать вместе для достижения общих целей. И когда мы снова оставим свои следы на других мирах, мы уже не будем одиноки.

Ян Гао, профессор робототехники, руководитель Центра исследований робототехники Королевского колледжа Лондона.