Pitkäaikainen avaruudessa eläminen ja työskenteleminen on kovaa työtä. Painottomien vaikutusten lisäksi fyysinen maksu on myös avaruuskävelyjen suorittaminen itsessään haaste. Avaruuskävelyn aikana astronautit voivat häiriintyä, hämmentyä ja pahoinvoida, mikä vaikeuttaa kotiin pääsyä. Ja vaikka avaruuskävelyjä on tehty vuosikymmenien ajan, ne ovat erityisen tärkeitä kansainvälisessä avaruusasemassa (ISS).
Siksi Massachusettsissa toimiva voittoa tavoittelematon tutkimus- ja kehitysyritys Charles Stark Draper Laboratory (alias. Draper Inc.) suunnittelee NASA: n tuella uuden avaruusasun. Gyroskooppien, itsenäisten järjestelmien ja muun huipputeknologian lisäksi tässä seuraavan sukupolven avaruuspukussa on ”Vie minut kotiin” -painike, joka poistaa paljon sekaannusta ja arvauksia avaruuskävelyiltä.
Avaruusmatkat, jotka tunnetaan muuten nimellä ”Extra-vehicular Activity” (EVA), ovat erottamaton osa avaruusmatkaa ja avaruustutkimusta. ISS: n laivalla avaruuskävelyt kestävät yleensä viidestä kahdeksaan tuntiin suoritetun työn luonteesta riippuen. Avaruuskävelyn aikana astronautit käyttävät kiinnityskiinnikkeitä pysyäkseen asemassa ja pitämällä työkalujaan kellumatta.
Toinen turvaominaisuus, joka tulee esille, on yksinkertaistettu apu EVA Rescue (SAFER) -laitteelle, jota astronautit käyttävät kuin reput. Tämä laite luottaa suihkumoottoriin, jota ohjataan pienellä joystickillä, jotta astronautit voivat liikkua avaruudessa siinä tapauksessa, että ne muuttuvat kiinnittämättömiksi ja kelluvat pois. Tätä laitetta käytettiin laajasti ISS: n rakentamisessa, joka koski yli 150 avaruuskäytävää.
Kuitenkaan edes TURVALLISEMMALLA päällä, astronautin ei ole vaikea hajottua ja EVA: n aikana menettää laakereitaan. Tai kuten Draper-insinööri Kevin Duda totesi Draper-lehdistölle antamassa lausunnossa: "Ilman epäonnistunutta tapaa palata avaruusalukseen, astronautti on vaarassa pahimmassa tapauksessa: kadota avaruudessa." Avaruusjärjestelmien suunnittelijana Duda on tutkinut astronautteja ja heidän elinympäristöään kansainvälisellä avaruusasemalla jo jonkin aikaa.
Hän ja hänen kollegansa jättivät äskettäin patentin teknologialle, jota he kutsuvat ”avustetun extravehikulaarisen toiminnan itsensä palauttamisjärjestelmäksi”. Kuten he kuvasivat konseptin patentissa:
”Järjestelmä arvioi miehistön jäsenen navigointitilan kiinteään sijaintiin nähden, esimerkiksi mukana kulkevalla kiertävällä avaruusaluksella, ja laskee ohjauspolun miehistön jäsenen palauttamiseksi kyseiseen kiinteään sijaintiin. Järjestelmä voi ottaa huomioon turvallisuus- ja tilaa koskevat vaatimukset ohjausrataa laskettaessa. "
Yhdessä kokoonpanossa järjestelmä hallitsee miehistön jäsenen SAFER-pakkausta ja seuraa määrättyä etenemissuuntaa takaisin kotiin osoitettuun sijaintiin. Toisessa järjestelmässä on ohjeet visuaalisten, ääni- tai kosketusohjeiden muodossa miehistön jäsenen ohjaamiseksi takaisin lähtöpisteeseen. Miehistön jäsen pystyy aktivoimaan järjestelmän itse, mutta etäoperaattori voi myös tarvittaessa kytkeä sen päälle.
Draperin avaruusjärjestelmien johtajan Séamus Tuohyn mukaan tämäntyyppinen kotiinpaluutekniikka on jo pitkään myöhästynyt edistys avaruuspuvutekniikassa. “Nykyisessä avaruuspukussa ei ole automaattista navigointiratkaisua - se on puhtaasti manuaalinen - ja se voisi olla haaste astronauteillemme, jos he ovat hätätilanteessa ”, hän sanoi.
Tällainen järjestelmä asettaa useita haasteita, joista vähiten liittyy GPS-järjestelmiin (GPS), joita ei yksinkertaisesti ole käytettävissä avaruudessa. Järjestelmän on myös laskettava optimaalinen paluureitti, joka ottaa huomioon ajan, hapen kulutuksen, turvallisuuden ja puhdistustarpeet. Viimeiseksi sen on kyettävä ohjaamaan häiriintynyt (tai jopa tajuton astronautti) tehokkaasti takaisin heidän lukkoonsa. Kuten Duda selitti:
”Astronautien suuntatiedon ja avaruuteen suuntautumisen antaminen on haaste, koska ei ole painovoimaa eikä helppoa tapaa määrittää, mikä tie on ylös ja alas. Teknologiamme parantaa operaation menestystä avaruudessa pitämällä miehistö turvassa. ”
Duda ja hänen kollegansa katsovat, että ratkaisut on varustaa tulevat avaruuspuvut antureilla, jotka voivat seurata käyttäjän liikettä, kiihtyvyyttä ja suhteellista sijaintia kiinteään esineeseen. Patentin mukaan tämä olisi todennäköisesti mukana kulkeva kiertävä avaruusalus. Navigointi-, ohjaus- ja hallintamoduulit ohjelmoidaan myös erilaisiin tilanteisiin, aina GPS: stä visiohjattuun navigointiin tai tähtiseurantaan.
Draper on myös kehittänyt patentoidun ohjelmiston järjestelmälle, joka sulauttaa tietoja visiopohjaisista ja inertioista navigointijärjestelmistä. Järjestelmä hyötyy edelleen yrityksen laajasta työstä puettavassa tekniikassa, jolla on myös laajoja kaupallisia sovelluksia. Kehittämällä avaruuspiirejä, joiden avulla käyttäjä voi saada enemmän tietoa ympäristöstään, ne tuovat tehokkaasti lisätyn todellisuuden tekniikan avaruuteen.
Avaruustutkimuksen lisäksi yritys suunnittelee navigointijärjestelmäänsä sovelluksia täällä kotona. Näitä ovat ensiavustajat ja palomiehet, jotka joutuvat liikkumaan savutäyttöisten huoneiden läpi, laskuvarjohyppääjät, jotka putoavat kohti maata, ja sukeltajat, jotka saattavat häiritä syvää vettä. Kirjaimellisesti mikä tahansa tilanne, jossa elämä ja kuolema voivat riippua eksymisestä, voisivat hyötyä tästä tekniikasta.
