Egzoszkielet kosmicznego skoku
Film Iron Man zainspirował twórców do zaprojektowania kombinezonu, który byłby odpowiedni do skakania z kosmosu. Kombinezon przyszłości, czyli egzoszkielet do skoków z kosmosu, został oznaczony jako RL MARK VI i jest opracowywany przez deweloperów z Solar System Express i biotech z Juxtopia LLC. Ten kostium będzie podobny do kostiumu słynnego Iron Mana. Zakłada się, że skafander będzie wyposażony w żyroskopy, okulary rozszerzonej rzeczywistości, rękawice kontrolne, a nawet plecak odrzutowy. Jednocześnie model produkcyjny nowości ma zostać wydany do 2016 roku.
Pomysł stworzenia tego egzoszkieletu został zainspirowany fantastycznymi filmami „Iron Man” i „Star Trek”. Zakłada się, że ten kombinezon będzie w stanie podnieść osobę na 100 km. nad powierzchnię Ziemi, a następnie płynnie opuść się na ziemię bez użycia spadochronu. To nie przypadek, że twórcy skafandra ustawili wysokość 100 km jako górną poprzeczkę, ta wysokość nazywa się linią Karmana, która jest uważana za granicę między otwartą przestrzenią a ziemską atmosferą. Jednocześnie skakanie z takiej wysokości jest zadaniem bardzo trudnym. Początkowo na człowieka zadziała kosmiczna próżnia, a następnie wejdzie on w ziemską atmosferę i przez dość długi czas będzie w stanie swobodnego spadania.
To nie pierwszy raz, kiedy prace science-fiction zainspirowały inżynierów do tworzenia technologii przyszłości. Tak więc w filmie Star Trek z 2009 roku jest scena, w której kapitan statku kosmicznego James Kirk, inżynier Olson i sternik Hikaru Sulu schodzą na powierzchnię planety Vulcan w zaawansowanych technologicznie kombinezonach, a lądowanie następuje wraz z otwarciem spadochron. W filmowej trylogii Iron Man kostiumy Tony'ego Starka zajmują centralne miejsce w narracji. Głównymi składnikami jego egzoszkieletów są repulsory (silniki antygrawitacyjne) w rękawiczkach i silniki odrzutowe w butach. Jednocześnie kask w tym kombinezonie posiada wyświetlacz ze wskaźnikiem na przedniej szybie. Dodatkowo bohater może używać sterowania głosowego do sterowania wszystkimi dostępnymi systemami.
Aby wdrożyć te idee w praktyce, konieczne jest rozwiązanie wielu różnych problemów. Zastanów się, jak skafander ochroni osobę przed gwałtownym spadkiem temperatury i ciśnienia, rozwiąże problem zaopatrzenia w tlen, zastanów się, jak wytrzymać hipersoniczne i naddźwiękowe fale uderzeniowe. Na tak imponującej wysokości istnieje wiele zagrożeń: sportowiec może doświadczyć rozedmy powietrza, choroby dekompresyjnej lub ebulizmu (wrzenia płynu w organizmie przy niskim ciśnieniu atmosferycznym). W przypadku uszkodzenia skafandra osoba może pozostać bez ochrony i tlenu.
Ponadto opracowany skafander musi wytrzymać hipersoniczne i naddźwiękowe fale uderzeniowe. Doświadczone przeciążenie również odegra dużą rolę. W momencie, gdy atleta przejdzie z rzadkiej atmosfery do jej gęstszych warstw, doświadczy dodatnich i ujemnych przeciążeń od 2g do 8g. A to może spowodować poważne problemy i awarię całego systemu. U sportowca z powodu takich przeciążeń może dojść do utraty przytomności lub rozpocznie się krwotok.
Według Solar System Express nowy skafander, nazwany RL MARK VI, pozwoli sportowcom skakać z bliskiej odległości, z przestrzeni suborbitalnej, a nawet z niskiej orbity okołoziemskiej. RL w nazwie skafandra to skrót od Major Robert Lawrence, który był pierwszym afroamerykańskim astronautą, który zginął 8 grudnia 1967 roku podczas lotów testowych na lotnictwo Baza Edwardsa.
Aby przetestować jego rozwój, Solar System Express planuje przeprowadzić skok podobny do projektu Red Bull Stratos. Pierwsze testy planowane są do przeprowadzenia na stosunkowo niewielkiej wysokości, z wykorzystaniem lądowania ze spadochronem, jednak cele producenta są znacznie bardziej ambitne. Za pomocą specjalistycznych butów z miniaturowymi silnikami i technologią wingsuit sportowiec będzie musiał płynnie wylądować w pozycji pionowej.
W tym samym czasie inżynierowie Juxtopii pracują nad projektem okularów rozszerzonej rzeczywistości. Zasada działania tych okularów powinna być podobna do technologii wyświetlania informacji na przedniej szybie współczesnych myśliwców, kiedy to wszystkie potrzebne pilotowi dane wyświetlane są na wewnętrznej powierzchni hełmu, okularach pilota lub bezpośrednio na szybie baldachim kokpitu. Okulary rzeczywistości rozszerzonej Juxtopii dostarczą sportowcowi wszystkich istotnych informacji potrzebnych do kontrolowania sytuacji. Poinformują Cię o temperaturze środowiska zewnętrznego i ciała, tętnie, ciśnieniu i pokażą wiele innych przydatnych informacji. Ponadto skoczek będzie znał swoje położenie w przestrzeni, widział zmianę prędkości lotu, a także będzie mógł stale utrzymywać kontakt ze stacjami naziemnymi. System obejmuje kamery, sterowanie głosowe i oświetlenie otoczenia.
Jednocześnie buty żyroskopowe powinny stać się najbardziej zaawansowaną technologicznie rzeczą w nowym cudownym kombinezonie. Zakłada się, że rozwiążą kilka problemów jednocześnie. Najpierw na wysokości 100 km. nad poziomem morza siły aerodynamiczne nie będą oddziaływać na ciało sportowca, z tego powodu bardzo trudno będzie ustabilizować lot. Jednocześnie żyroskopy wbudowane w buty pomogą ustabilizować pozycję skafandra w przestrzeni i pomóc sportowcowi w utrzymaniu optymalnej pozycji podczas przekraczania granicy termosfery i stratopauzy. Z ich pomocą planowane jest wdrożenie systemu bezpieczeństwa zwanego „kompensatorem płaskiego wirowania” (kompensator płaskiego wirowania), który włączy się, jeśli „skoczek” straci kontrolę nad pozycją w przestrzeni na dłużej niż 5 sekund.
Jedną z głównych funkcji żyroskopów powinno być miękkie lądowanie sportowca. Zakłada się, że „włączą się”, gdy człowiek prawie dotrze do powierzchni ziemi. W tym momencie miniaturowe dysze wypuszczą strumienie gazu, co zapewni bezpieczne i płynne lądowanie. Sterownik żyroskopów, a także wbudowane w nie minisilniki zostaną umieszczone na rękawicach kontrolnych, co ma zapewnić łatwy dostęp do systemu.
Planowane jest również wdrożenie kolejnej sztuczki – płytki grawitacyjnej (Gravity Development Board), która jest integralną częścią opracowanego skafandra. Ta płyta będzie działać jako główny interfejs do zarządzania całym systemem. Według dyrektora technicznego Solar System Express, ten rozwój będzie pierwszym tego rodzaju, który będzie odpowiedni do zastosowań kosmicznych i który może przewyższyć funkcjonalność Arduino Uno. Zakłada się, że pierwsze testy cudownego kostiumu odbędą się w lipcu 2016 roku, więc na realizację fantazji nie zostało wiele czasu.
Najwybitniejszy skok do tej pory
Jak dotąd najwybitniejszy skok Historie wykonane przez Felixa Baumgartnera (Red Bull Stratos), który jednocześnie ustanowił 2 rekordy świata na raz: pierwszy na świecie, który skoczył ze stratosfery (wysokość 39 km), a także został pierwszą osobą, która podczas skoku pokonała prędkość dźwięku . Oczywiście bez obecności specjalnego sprzętu jego skok byłby niemożliwy. Felix miał na sobie specjalny skafander, który w rzeczywistości był odmianą najbardziej zaawansowanego skafandra kosmicznego NASA. Kombinezon ten chronił dzielnego skoczka przed nagłymi zmianami temperatury (podczas skoku temperatura powietrza wahała się od -68 do 38 stopni Celsjusza) i ciśnienia, a także przed wieloma innymi niebezpieczeństwami.
Nigdy wcześniej nie opracowano takich kombinezonów, które wytrzymują ekstremalnie wysokie ciśnienie i jednocześnie przeprowadzają kontrolowany proces upadku. Stworzony kostium składał się z 4 warstw. Zewnętrzna warstwa kombinezonu składała się z trudnopalnego materiału o nazwie Nomex. Pod tą warstwą znajdowało się urządzenie, w którym znajdowała się bańka wypełniona gazem. Wewnętrzną warstwę kombinezonu stanowiła oddychająca podszewka. Gdy tylko ciśnienie wzrosło, skafander nabrał wymaganej sztywności. Jednocześnie konstrukcja skafandra miała zapewnić osobie upadek ściśle pionowy, głową w dół. Było to kluczowe, aby uniknąć płaskiego korkociągu.
Jednym z najważniejszych zadań skafandra była regulacja ciśnienia. Konieczna była regulacja ciśnienia, aby uniknąć wystąpienia niedotlenienia, choroby dekompresyjnej, uszkodzenia tkanek – tj. zagrożenia związane z nagłymi zmianami ciśnienia atmosferycznego. Podczas swobodnego spadania Felix Baumgartner oddychał czystym tlenem, aw jego skafandrze utrzymywano stałe ciśnienie 3,5 bara. Gdy para opadała, membrany i zawór aneroidowy kontrolowały wewnętrzne ciśnienie w skafandrze. W momencie, gdy spadochroniarz schodził poniżej 10 km, ciśnienie w skafandrze zaczęło spadać, co zapewniało większą mobilność.
Technologicznym centralnym elementem skafandra była opancerzona nakładka na klatkę piersiową. Zawierał kamerę wideo o wysokiej rozdzielczości z szerokim kątem widzenia 120 stopni, odbiornik i nadajnik głosu, stabilizator hydrauliczny, który podawał kąt i wysokość, akcelerometr i podwójny zestaw akumulatorów litowo-jonowych.
Twarz skoczka była chroniona specjalną plastikową osłoną. W chwili, gdy spadochroniarz opuszczał kapsułę, temperatura za burtą powinna wynosić około -25⁰С. W ciągu kilku minut swobodnego lotu temperatura powietrza spadnie o ponad połowę. Aby plastikowa osłona nie parowała od wewnątrz od oddechu skoczka, została ona wyposażona w 110 bardzo cienkich drucików, które odpowiadały za nagrzewanie całej jej powierzchni.
System spadochronowy tego skafandra składał się z 3 spadochronów: jednostki hamującej spadochron, spadochronu głównego i zapasowego. Jednocześnie dwa ostatnie były zwykłymi spadochronami, które zostały powiększone 2,5-krotnie, aby zapewnić dodatkową stabilność. W skafandrze Baumgartnera zapewniono jednocześnie 4 uchwyty urządzenia blokującego: 2 czerwone i 2 żółte. Czerwona rączka znajdująca się po prawej stronie klatki piersiowej zwalniała spadochron główny i wyrzucała hamownik, żółte rączki na prawym udzie odpinały spadochron główny tak, aby można było otworzyć spadochron zapasowy bez zaplątania się. W przypadku, gdy spadochroniarz wpadł w korkociąg i nie mógł dosięgnąć rączki, mógł zwolnić spadochron hamulcowy, naciskając zamek pierścieniowy znajdujący się na lewym palcu wskazującym skafandra.
Felix Baumgartner i jego zespół nie ukrywali, że skok ze stratosfery sam w sobie jest bardzo dużym i ważnym osiągnięciem. Ale jednocześnie głównym celem skoku było właśnie przetestowanie najnowszego rozwoju NASA.
Źródła informacji:
-http://www.vesti.ru/doc.html?id=1089844
-http://www.krugosvet.ru/enc/aviatsiya-i-kosmonavtika/pryzhok-iz-kosmosa
-http://www.gudok.ru/news/sociaty/?ID=913051
Pomysł stworzenia tego egzoszkieletu został zainspirowany fantastycznymi filmami „Iron Man” i „Star Trek”. Zakłada się, że ten kombinezon będzie w stanie podnieść osobę na 100 km. nad powierzchnię Ziemi, a następnie płynnie opuść się na ziemię bez użycia spadochronu. To nie przypadek, że twórcy skafandra ustawili wysokość 100 km jako górną poprzeczkę, ta wysokość nazywa się linią Karmana, która jest uważana za granicę między otwartą przestrzenią a ziemską atmosferą. Jednocześnie skakanie z takiej wysokości jest zadaniem bardzo trudnym. Początkowo na człowieka zadziała kosmiczna próżnia, a następnie wejdzie on w ziemską atmosferę i przez dość długi czas będzie w stanie swobodnego spadania.
To nie pierwszy raz, kiedy prace science-fiction zainspirowały inżynierów do tworzenia technologii przyszłości. Tak więc w filmie Star Trek z 2009 roku jest scena, w której kapitan statku kosmicznego James Kirk, inżynier Olson i sternik Hikaru Sulu schodzą na powierzchnię planety Vulcan w zaawansowanych technologicznie kombinezonach, a lądowanie następuje wraz z otwarciem spadochron. W filmowej trylogii Iron Man kostiumy Tony'ego Starka zajmują centralne miejsce w narracji. Głównymi składnikami jego egzoszkieletów są repulsory (silniki antygrawitacyjne) w rękawiczkach i silniki odrzutowe w butach. Jednocześnie kask w tym kombinezonie posiada wyświetlacz ze wskaźnikiem na przedniej szybie. Dodatkowo bohater może używać sterowania głosowego do sterowania wszystkimi dostępnymi systemami.
Aby wdrożyć te idee w praktyce, konieczne jest rozwiązanie wielu różnych problemów. Zastanów się, jak skafander ochroni osobę przed gwałtownym spadkiem temperatury i ciśnienia, rozwiąże problem zaopatrzenia w tlen, zastanów się, jak wytrzymać hipersoniczne i naddźwiękowe fale uderzeniowe. Na tak imponującej wysokości istnieje wiele zagrożeń: sportowiec może doświadczyć rozedmy powietrza, choroby dekompresyjnej lub ebulizmu (wrzenia płynu w organizmie przy niskim ciśnieniu atmosferycznym). W przypadku uszkodzenia skafandra osoba może pozostać bez ochrony i tlenu.
Ponadto opracowany skafander musi wytrzymać hipersoniczne i naddźwiękowe fale uderzeniowe. Doświadczone przeciążenie również odegra dużą rolę. W momencie, gdy atleta przejdzie z rzadkiej atmosfery do jej gęstszych warstw, doświadczy dodatnich i ujemnych przeciążeń od 2g do 8g. A to może spowodować poważne problemy i awarię całego systemu. U sportowca z powodu takich przeciążeń może dojść do utraty przytomności lub rozpocznie się krwotok.
Według Solar System Express nowy skafander, nazwany RL MARK VI, pozwoli sportowcom skakać z bliskiej odległości, z przestrzeni suborbitalnej, a nawet z niskiej orbity okołoziemskiej. RL w nazwie skafandra to skrót od Major Robert Lawrence, który był pierwszym afroamerykańskim astronautą, który zginął 8 grudnia 1967 roku podczas lotów testowych na lotnictwo Baza Edwardsa.
Aby przetestować jego rozwój, Solar System Express planuje przeprowadzić skok podobny do projektu Red Bull Stratos. Pierwsze testy planowane są do przeprowadzenia na stosunkowo niewielkiej wysokości, z wykorzystaniem lądowania ze spadochronem, jednak cele producenta są znacznie bardziej ambitne. Za pomocą specjalistycznych butów z miniaturowymi silnikami i technologią wingsuit sportowiec będzie musiał płynnie wylądować w pozycji pionowej.
W tym samym czasie inżynierowie Juxtopii pracują nad projektem okularów rozszerzonej rzeczywistości. Zasada działania tych okularów powinna być podobna do technologii wyświetlania informacji na przedniej szybie współczesnych myśliwców, kiedy to wszystkie potrzebne pilotowi dane wyświetlane są na wewnętrznej powierzchni hełmu, okularach pilota lub bezpośrednio na szybie baldachim kokpitu. Okulary rzeczywistości rozszerzonej Juxtopii dostarczą sportowcowi wszystkich istotnych informacji potrzebnych do kontrolowania sytuacji. Poinformują Cię o temperaturze środowiska zewnętrznego i ciała, tętnie, ciśnieniu i pokażą wiele innych przydatnych informacji. Ponadto skoczek będzie znał swoje położenie w przestrzeni, widział zmianę prędkości lotu, a także będzie mógł stale utrzymywać kontakt ze stacjami naziemnymi. System obejmuje kamery, sterowanie głosowe i oświetlenie otoczenia.
Jednocześnie buty żyroskopowe powinny stać się najbardziej zaawansowaną technologicznie rzeczą w nowym cudownym kombinezonie. Zakłada się, że rozwiążą kilka problemów jednocześnie. Najpierw na wysokości 100 km. nad poziomem morza siły aerodynamiczne nie będą oddziaływać na ciało sportowca, z tego powodu bardzo trudno będzie ustabilizować lot. Jednocześnie żyroskopy wbudowane w buty pomogą ustabilizować pozycję skafandra w przestrzeni i pomóc sportowcowi w utrzymaniu optymalnej pozycji podczas przekraczania granicy termosfery i stratopauzy. Z ich pomocą planowane jest wdrożenie systemu bezpieczeństwa zwanego „kompensatorem płaskiego wirowania” (kompensator płaskiego wirowania), który włączy się, jeśli „skoczek” straci kontrolę nad pozycją w przestrzeni na dłużej niż 5 sekund.
Jedną z głównych funkcji żyroskopów powinno być miękkie lądowanie sportowca. Zakłada się, że „włączą się”, gdy człowiek prawie dotrze do powierzchni ziemi. W tym momencie miniaturowe dysze wypuszczą strumienie gazu, co zapewni bezpieczne i płynne lądowanie. Sterownik żyroskopów, a także wbudowane w nie minisilniki zostaną umieszczone na rękawicach kontrolnych, co ma zapewnić łatwy dostęp do systemu.
Planowane jest również wdrożenie kolejnej sztuczki – płytki grawitacyjnej (Gravity Development Board), która jest integralną częścią opracowanego skafandra. Ta płyta będzie działać jako główny interfejs do zarządzania całym systemem. Według dyrektora technicznego Solar System Express, ten rozwój będzie pierwszym tego rodzaju, który będzie odpowiedni do zastosowań kosmicznych i który może przewyższyć funkcjonalność Arduino Uno. Zakłada się, że pierwsze testy cudownego kostiumu odbędą się w lipcu 2016 roku, więc na realizację fantazji nie zostało wiele czasu.
Najwybitniejszy skok do tej pory
Jak dotąd najwybitniejszy skok Historie wykonane przez Felixa Baumgartnera (Red Bull Stratos), który jednocześnie ustanowił 2 rekordy świata na raz: pierwszy na świecie, który skoczył ze stratosfery (wysokość 39 km), a także został pierwszą osobą, która podczas skoku pokonała prędkość dźwięku . Oczywiście bez obecności specjalnego sprzętu jego skok byłby niemożliwy. Felix miał na sobie specjalny skafander, który w rzeczywistości był odmianą najbardziej zaawansowanego skafandra kosmicznego NASA. Kombinezon ten chronił dzielnego skoczka przed nagłymi zmianami temperatury (podczas skoku temperatura powietrza wahała się od -68 do 38 stopni Celsjusza) i ciśnienia, a także przed wieloma innymi niebezpieczeństwami.
Nigdy wcześniej nie opracowano takich kombinezonów, które wytrzymują ekstremalnie wysokie ciśnienie i jednocześnie przeprowadzają kontrolowany proces upadku. Stworzony kostium składał się z 4 warstw. Zewnętrzna warstwa kombinezonu składała się z trudnopalnego materiału o nazwie Nomex. Pod tą warstwą znajdowało się urządzenie, w którym znajdowała się bańka wypełniona gazem. Wewnętrzną warstwę kombinezonu stanowiła oddychająca podszewka. Gdy tylko ciśnienie wzrosło, skafander nabrał wymaganej sztywności. Jednocześnie konstrukcja skafandra miała zapewnić osobie upadek ściśle pionowy, głową w dół. Było to kluczowe, aby uniknąć płaskiego korkociągu.
Jednym z najważniejszych zadań skafandra była regulacja ciśnienia. Konieczna była regulacja ciśnienia, aby uniknąć wystąpienia niedotlenienia, choroby dekompresyjnej, uszkodzenia tkanek – tj. zagrożenia związane z nagłymi zmianami ciśnienia atmosferycznego. Podczas swobodnego spadania Felix Baumgartner oddychał czystym tlenem, aw jego skafandrze utrzymywano stałe ciśnienie 3,5 bara. Gdy para opadała, membrany i zawór aneroidowy kontrolowały wewnętrzne ciśnienie w skafandrze. W momencie, gdy spadochroniarz schodził poniżej 10 km, ciśnienie w skafandrze zaczęło spadać, co zapewniało większą mobilność.
Technologicznym centralnym elementem skafandra była opancerzona nakładka na klatkę piersiową. Zawierał kamerę wideo o wysokiej rozdzielczości z szerokim kątem widzenia 120 stopni, odbiornik i nadajnik głosu, stabilizator hydrauliczny, który podawał kąt i wysokość, akcelerometr i podwójny zestaw akumulatorów litowo-jonowych.
Twarz skoczka była chroniona specjalną plastikową osłoną. W chwili, gdy spadochroniarz opuszczał kapsułę, temperatura za burtą powinna wynosić około -25⁰С. W ciągu kilku minut swobodnego lotu temperatura powietrza spadnie o ponad połowę. Aby plastikowa osłona nie parowała od wewnątrz od oddechu skoczka, została ona wyposażona w 110 bardzo cienkich drucików, które odpowiadały za nagrzewanie całej jej powierzchni.
System spadochronowy tego skafandra składał się z 3 spadochronów: jednostki hamującej spadochron, spadochronu głównego i zapasowego. Jednocześnie dwa ostatnie były zwykłymi spadochronami, które zostały powiększone 2,5-krotnie, aby zapewnić dodatkową stabilność. W skafandrze Baumgartnera zapewniono jednocześnie 4 uchwyty urządzenia blokującego: 2 czerwone i 2 żółte. Czerwona rączka znajdująca się po prawej stronie klatki piersiowej zwalniała spadochron główny i wyrzucała hamownik, żółte rączki na prawym udzie odpinały spadochron główny tak, aby można było otworzyć spadochron zapasowy bez zaplątania się. W przypadku, gdy spadochroniarz wpadł w korkociąg i nie mógł dosięgnąć rączki, mógł zwolnić spadochron hamulcowy, naciskając zamek pierścieniowy znajdujący się na lewym palcu wskazującym skafandra.
Felix Baumgartner i jego zespół nie ukrywali, że skok ze stratosfery sam w sobie jest bardzo dużym i ważnym osiągnięciem. Ale jednocześnie głównym celem skoku było właśnie przetestowanie najnowszego rozwoju NASA.
Źródła informacji:
-http://www.vesti.ru/doc.html?id=1089844
-http://www.krugosvet.ru/enc/aviatsiya-i-kosmonavtika/pryzhok-iz-kosmosa
-http://www.gudok.ru/news/sociaty/?ID=913051
informacja