Az űrben hosszabb ideig élni és dolgozni nehéz munka. Nemcsak a súlytalanságok fizikai hatást gyakorolnak a súlyosságra, hanem az űrjárók vezetése önmagában is kihívás. Az űrjáró során az űrhajósok zavartnak, zavarosnak és hányingeresek lehetnek, ami megnehezíti a hazaérkezést. És bár az űrjárókat évtizedek óta folytatják, ezek különösen fontosak a Nemzetközi Űrállomás (ISS) fedélzetén.
Ezért a Charles Stark Draper Laboratory (más néven: Draper Inc.), egy massachusettsi székhelyű nonprofit kutatási és fejlesztési vállalat, a NASA támogatásával új űrruhát tervez. A giroszkópok, az autonóm rendszerek és az élvonalbeli technológiák mellett ez a következő generációs űrruházat tartalmaz egy „Vigyél haza” gombot is, amely sok zavart és találgatást eltávolít az űrjárókról.
Az űrjárók, más néven „Extra-vehikuláris tevékenység” (EVA), az űrutazás és az űrkutatás szerves részét képezik. Az ISS fedélzetén az űrjárók általában öt és nyolc óra között tartanak, az elvégzendő munka jellegétől függően. Az űrjáró során az űrhajósok rostákat használnak, hogy rögzítve maradjanak az állomáson, és tartsák szerszámokat a lebegéstől.
Egy másik biztonsági funkció, amely a játékba kerül, az egyszerűsített segítség az EVA Rescue (SAFER) számára, amelyet az űrhajósok viselnek, mint egy hátizsák. Ez az eszköz olyan sugárhajtóművekre támaszkodik, amelyeket egy kis joystick vezérel, hogy az űrhajósok mozoghassanak az űrben, abban az esetben, ha rögzítetlenek és elúsznak. Ezt az eszközt széles körben használták az ISS felépítése során, amely több mint 150 űrjárót érintett.
Ugyanakkor, még ha bekapcsoljuk a BIZTONSÁGOSABBOT is, az űrhajósoknak nem nehéz megzavarodni, és EVA közben elveszíteni csapágyaikat. Vagy ahogyan a Draper mérnöke, Kevin Duda a Draper sajtónyilatkozatában jelezte: "Az űrhajóhoz való visszatérés hibátlan módja nélkül az űrhajósnak fennáll a legrosszabb eset kockázata: elvesznek az űrben." Űrmérnökként Duda egy ideje tanulmányozta az űrhajósokat és azok élőhelyét a Nemzetközi Űrállomás fedélzetén.
Kollégáival nemrégiben szabadalmat nyújtott be a technológiához, amelyet „támogatott extravehularis aktivitás ön-visszatérési rendszernek” neveznek. Amint a szabadalomban leírták a fogalmat:
„A rendszer megbecsüli a személyzet tagjainak navigációs állapotát egy rögzített helyhez viszonyítva, például egy kísérő keringő űrhajónál, és kiszámítja egy útmutatót a személyzet tagjának visszatéréséhez az adott helyre. A rendszer figyelembe veheti a biztonsági és távolsági követelményeket a vezetési pálya kiszámításakor. ”
Az egyik konfigurációban a rendszer irányítja a személyzet tagjának SAFER-csomagját, és az előírt pályát követi vissza egy „otthoni” helyre. Egy másik változat szerint a rendszer vizuális, halló vagy tapintható útmutatások formájában nyújt útmutatásokat, hogy a személyzet tagját visszatérjen a kiindulási pontra. A személyzet tagjai maguk is aktiválhatják a rendszert, de egy távoli üzemeltető képes lesz rá is kapcsolni.
Séamus Tuohy, a Draper űrrendszerek igazgatója szerint ez a visszatérési technológia egyfajta előrelépés az űrruhás technológiában, amely már régóta esett át. “A jelenlegi űrruhában nincs automatikus navigációs megoldás - pusztán kézi - és ez kihívást jelenthet űrhajósaink számára, ha vészhelyzetben vannak ”- mondta.
Egy ilyen rendszer számos kihívást jelent, nem utolsósorban a globális helymeghatározó rendszerekkel (GPS), amelyek egyszerűen nem elérhetők az űrben. A rendszernek ki kell számítania az optimális visszatérési trajektóriát is, amely figyelembe veszi az időt, az oxigénfogyasztást, a biztonságot és a távolságot. Végül képesnek kell lennie arra, hogy egy rendetlen (vagy akár tudattalan űrhajós) visszavezesse a légzsákot. Ahogy Duda kifejtette:
„Az űrhajósok számára az irány és az űrben való tájolás érzékelése kihívást jelent, mivel nincs gravitáció és nincs egyszerű módszer annak meghatározására, hogy melyik út van fel és le. Technológiánk a személyzet biztonságának megőrzésével javítja a misszió sikerét az űrben. ”
Duda és kollégái szempontjából a megoldás az, hogy a jövőbeli űrruhákat olyan érzékelőkkel látják el, amelyek figyelemmel kísérik a viselő mozgását, gyorsulását és a rögzített tárgyhoz viszonyított helyzetét. A szabadalom szerint ez valószínűleg kísérő keringő űrhajó. A navigációs, irányítási és vezérlőmodulokat különféle forgatókönyvek befogadására is programozzák, kezdve a GPS-től a látást segítő navigációig vagy a csillagok követéséig.
A Draper saját fejlesztésű szoftvert fejlesztett ki a rendszer számára, amely összevonja a látás alapú és inerciális navigációs rendszerek adatait. A rendszer további előnyeit élvezheti a vállalatnak a hordható technológiával kapcsolatos kiterjedt munkája, amely szintén kiterjedt kereskedelmi alkalmazásokat kínál. Olyan űrruhák kifejlesztésével, amelyek lehetővé teszik a felhasználó számára, hogy több adatot szerezzen a környezetéből, hatékonyan hozza a kibővített valóság technológiáját az űrbe.
Az űrkutatáson túl a társaság itt otthon tervezi navigációs rendszerének alkalmazását is. Ide tartoznak az első reagálók és a tűzoltók, akiknek füsttel teli helyiségekben kell navigálniuk, a Föld felé eső ejtőernyősök és a búvárok, akik zavartak lehetnek a mély vízben. Szó szerint minden olyan helyzet, amelyben az élet és a halál függhet az eltévedéstől, profitálhat ebből a technológiából.
