Suitport

En testfrånkoppling från en suitport-mockup under fälttester
En astronaut går in i en rymddräkt genom en suitport

En suitport eller suitlock är en alternativ teknik till ett luftsluss , designat för användning i farliga miljöer inklusive i mänskliga rymdfärder , särskilt planetarisk ytutforskning. Suitports har fördelar jämfört med traditionella luftslussar när det gäller massa, volym och förmåga att mildra kontaminering av – och av – den lokala miljön.

Drift

I ett suitport-system är en rymddräkt för bakre ingång fäst och förseglad mot utsidan av en rymdfarkost , rymdhabitat eller trycksatt rover , vänd utåt. För att påbörja en extra fordonsaktivitet (EVA), går en astronaut i skjortärmar först in i dräkten med fötterna först inifrån den trycksatta miljön och stänger och förseglar rymddräktens ryggsäck och fordonets lucka (som tätar till ryggsäcken för damm) inneslutning). Astronauten öppnar sedan och separerar dräkten från fordonet och är redo att utföra en EVA.

För att komma in i fordonet igen backar astronauten upp till suitporten och förseglar dräkten till fordonet, innan han öppnar luckan och ryggsäcken och går tillbaka in i fordonet. Om fordonet och dräkten inte fungerar vid samma tryck , kommer det att vara nödvändigt att utjämna de två trycken innan luckan kan öppnas.

Fördelar och nackdelar

Fördelar

Suitports har tre stora fördelar jämfört med traditionella luftslussar. För det första är massan och volymen som krävs för en suitport betydligt mindre än vad som krävs för ett luftsluss. Uppskjutningsmassan är en premie i moderna kemiska raketdrivna uppskjutningsfordon , till en uppskattad kostnad av 60 000 USD per kilogram levererat till månens yta.

För det andra kan suitports eliminera eller minimera problemet med dammmigrering . Under Apollo-programmet upptäcktes det att månens jord är elektriskt laddad och fäster lätt på alla ytor som den kommer i kontakt med, ett problem som förstoras av dammpartiklarnas skarpa, hullingliknande former. Måndamm kan vara skadligt på flera sätt:

  • Dammpartiklarnas nötande natur kan gnida och slita på ytor genom friktion.
  • Dammet kan skada beläggningar som används på packningar, optiska linser, solpaneler, fönster och ledningar.
  • Dammet kan orsaka skador på astronauternas lungor, på samma sätt som asbest , såväl som nerv- och kardiovaskulära system , vilket leder till tillstånd som pneumokonios .

Under Apollo-uppdragen tog astronauterna på sig sina rymddräkter inne i Apollo Lunar Module- kabinen, som sedan trycklöstes för att de skulle kunna lämna fordonet. Vid slutet av EVA skulle astronauterna gå in i kabinen igen i sina dräkter och föra med sig en hel del damm som hade fäst sig vid dräkterna. Flera astronauter rapporterade om en " krut "-lukt och luftvägs- eller ögonirritation när de öppnade sina hjälmar och exponerades för damm.

När dräkten är fastsatt på fordonet tätas allt damm som kan ha fastnat på dräktens ryggsäck mellan utsidan av ryggsäcken och luckan på fordonssidan. Eventuellt damm på dräkten som inte finns på ryggsäcken förblir tätt utanför fordonet. På samma sätt förhindrar suitporten kontaminering av den yttre miljön av mikrober som bärs av astronauten.

Slutligen minskar dräktsportarna avsevärt in- och utträdestiden och eliminerar praktiskt taget behovet av nedpumpning av luftslussen – vilket normalt antingen resulterar i betydande luftförlust, eller kräver tunga och komplexa pumpmaskiner – eftersom den enda volymen som behöver trycksättas är den mellan kl. fordonsluckan och den livsuppehållande ryggsäcken, och även det endast vid behov för reparation, dekontaminering eller återmontering av dräkten.

Nackdelar

Nackdelarna med suitports inkluderar den extra massan av gränssnittet på baksidan av rymddräkten som kan vara mer än 4,5 kg (9,9 lb), och ökad mekanisk komplexitet, vilket potentiellt minskar den totala tillförlitligheten hos EVA-systemet. Enligt NASA:s Exploration Systems Mission Directorate inkluderar nackdelarna med suitports också:

  • En lägre teknisk beredskapsnivå (TRL) än luftslussar
  • Större svårighet för arbetsoförmögna besättningsmedlemmar att ta sig in
  • Möjligt krav för kostympåtagning vid 8 pund per kvadrattum (0,54 atm) med avslappnad manbelastning
  • Sannolikt behov av vissa bakmonterade komponenter i Primary Life Support System , vilket introducerar utmaningar för att uppnå ett optimalt masscentrum .

Utveckling och användning

Rymddräkt dockad till rover med suitport
Suitport-konceptet testas med Z-1 prototyp rymddräkten 2012

Den första EVA- rymddräkten för bakre inträde utvecklades vid NPP Zvezda 1962. Suitport-konceptet föreslogs för användning i det sovjetiska månprogrammet. Ett patent för en suitport lämnades in först 1980 i Sovjetunionen, av Isaak Abramov från Zvezda och Yuri Nazarov från CKBM.

Ett amerikanskt patent för en suitport lämnades in först 1987 av Marc M. Cohen från NASA:s Ames Research Center . Ytterligare patent lämnades in 1996 av Philip Culbertson Jr., och 2003 av Joerg Boettcher, Stephen Ransom och Frank Steinsiek.

Från och med 1995 har suitports hittat en praktisk, markbunden applikation som en del av ett NASA Ames- farkostfordon för farligt material, där användningen av suitporten eliminerar behovet av att dekontaminera hazmat-dräkten innan avstigning. En suitport-prototyp byggd av Brand Griffin har använts i ett simulerat mångravitationstest ombord på NASA Johnsons C -135- flygplan.

Suitports kan komma att användas som en del av framtida NASA- projekt som syftar till att uppnå en återgång till månen och besättningsutforskning av Mars . NASA:s konceptuella Space Exploration Vehicle har två suitports på baksidan av farkosten.

Tester har ägt rum i kombination med prototypen Z-1 rymddräkten inuti NASAs människoklassade termiska vakuumkammare B vid Johnson Space Center . Tidiga obemannade tester av suitporten genomfördes i juni 2012. De första besättningstesten av suitporten ägde rum den 16 och 18 juli 2012; under dessa tester hölls rymddräkten vid ett tryck av 14,7 psi (1 atm), med kammartrycket på ungefär 6,5 psi (0,44 atm), vilket motsvarar en höjd av 21 000 fot (6 400 m). Framtida tester var planerade till september och augusti 2012, där NASA planerade att hålla rymddräkten vid ett tryck på 8 psi (0,5 atm) och vakuumkammaren vid ungefär 0 psi (0 atm). Suitports kan så småningom testas på den internationella rymdstationen .

Se även

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Suitport&oldid=1140869591 "