Exoskelet för att hoppa från rymden

Innehållsförteckning:

Exoskelet för att hoppa från rymden
Exoskelet för att hoppa från rymden

Video: Exoskelet för att hoppa från rymden

Video: Exoskelet för att hoppa från rymden
Video: Från drönare till flygande bilar 2024, April
Anonim

Filmen "Iron Man" inspirerade utvecklarna att designa en kostym som skulle passa för att hoppa från rymden. Framtidens kostym eller exoskelet för att hoppa från rymden har fått beteckningen RL MARK VI, den skapas av utvecklarna av Solar System Express och bioteknik från Juxtopia LLC. Den här kostymen kommer att likna den berömda järnmannens dräkt. Dräkten ska vara utrustad med gyroskop, augmented reality -glasögon, kontrollhandskar och till och med ett jetpack. Samtidigt förväntas produktionsmodellen för nyheten släppas 2016.

Idén att skapa detta exoskelet var inspirerad av de fantastiska filmerna Iron Man och Star Trek. Det antas att denna kostym kommer att kunna lyfta en person 100 km. ovanför jordytan och sedan smidigt ner till marken utan att använda fallskärm. Designerna för rymddräkten ställer in höjden på 100 km som den översta stången av en anledning, denna höjd kallas Karman -linjen, som anses vara gränsen mellan öppet utrymme och jordens atmosfär. Samtidigt är det en enorm komplexitet att hoppa från en sådan höjd. Inledningsvis kommer det kosmiska vakuumet att påverka en person, och sedan kommer han in i jordens atmosfär och kommer under ganska lång tid att vara i ett fritt fall.

Science fiction är inte första gången som det har inspirerat ingenjörer att skapa framtidens teknik. Till exempel, i filmen Star Trek från 2009, finns det en scen där kaptenen för rymdfarkosten James Kirk, ingenjören Olson och rorsmannen Hikaru Sulu går ner till ytan av planeten Vulcan i högteknologiska kostymer, och landningen sker med utplacering av fallskärmen. I Iron Man -trilogin står Tony Starks kostymer i centrum i berättelsen. Huvudkomponenterna i hans exoskeleton är repulsorer (mot-tyngdkraftsmotorer) i handskar och jetmotorer i stövlar. Samtidigt har hjälmen i denna kostym en display med en indikator på vindrutan. Dessutom kan hjälten använda röststyrning för att styra alla tillgängliga system.

För att genomföra dessa idéer i praktiken är det nödvändigt att lösa ett stort antal olika problem. Tänk på hur kostymen kommer att skydda en person från plötsliga förändringar i temperatur och tryck, lösa problemet med tillförsel av syre, fundera över hur man tål hypersoniska och supersoniska chockvågor. Det finns många risker på en så imponerande höjd: en idrottare kan uppleva luftemfysem, dekompressionssjukdom eller ebullism (kokning av vätska i kroppen vid lågt atmosfärstryck). Om kostymen skadas kan personen lämnas utan skydd och syre.

Exoskelet för att hoppa från rymden
Exoskelet för att hoppa från rymden

Dessutom måste den utvecklade kostymen tåla hypersoniska och supersoniska chockvågor. Överbelastningen kommer också att spela en viktig roll. I det ögonblick en idrottare rör sig från en tunn atmosfär till dess tätare lager kommer han att uppleva positiva och negativa överbelastningar från 2g till 8g. Och detta kan orsaka allvarliga problem och fel på hela systemet. En idrottare, å andra sidan, från sådana överbelastningar kan uppleva medvetslöshet eller blödning.

Enligt representanter för Solar System Express kommer den nya rymddräkten, kallad RL MARK VI, att låta idrottaren hoppa från nära rymden, suborbitala rymden och till och med från en låg jordbana. RL i dräkten är en förkortning för major Robert Lawrence, som var den första afroamerikanska astronauten som dog den 8 december 1967 under testflygningar vid Edwards Air Force Base.

För att testa sin utveckling planerar Solar System Express ett hopp som liknar Red Bull Stratos. De första testerna är planerade att utföras på en relativt låg höjd med hjälp av en fallskärmslandning, men tillverkarens mål är mycket mer ambitiösa. Med hjälp av specialstövlar med miniatyrmotorer och vingdräktsteknik måste idrottaren smidigt landa i upprätt läge.

Samtidigt arbetar Juxtopia -ingenjörer med ett projekt med augmented reality -glasögon. Funktionsprincipen för dessa glasögon bör likna tekniken för att visa information på vindrutan hos moderna fighters, när alla data som är nödvändiga för piloten visas på hjälmens inre yta, pilotglasögon eller direkt på glaset på cockpit kapell. Augmented reality -glasögon från Juxtopia kommer att ge idrottsmannen all viktig information som är nödvändig för att kontrollera situationen. De kommer att berätta om temperaturen i miljön och kroppen, puls, tryck och visa mycket annan användbar information. Dessutom kommer "hopparen" att veta sin plats i rymden, se förändringen i flyghastighet och kommer också att kunna ständigt hålla kontakten med stationer på marken. Systemet inkluderar kameror, röststyrning och omgivande belysning.

Bild
Bild

Samtidigt borde gyroskopiska stövlar bli det mest högteknologiska i den nya mirakeldräkten. Det antas att de kommer att lösa flera problem samtidigt. Först på en höjd av 100 km. över havsnivå kommer aerodynamiska krafter inte att påverka idrottarens kropp, därför kommer det att vara mycket svårt att stabilisera flygningen. Samtidigt hjälper de gyroskop som är inbyggda i stövlarna att stabilisera rymddräktens position i rymden och hjälper idrottaren att behålla en optimal position när den passerar gränsen för termosfären och stratopausen. Med deras hjälp är det planerat att implementera ett säkerhetssystem som kallas "platt spinnkompensator", som tänds om "bygeln" tappar kontrollen över positionen i rymden i mer än 5 sekunder.

En av gyroskopiska stövlarnas huvudfunktioner bör vara idrottarens mjuka landning. Det antas att de kommer att "slå på" när en person nästan har nått jordytan. Vid denna tidpunkt kommer miniatyrmunstycken att släppa gasstrålar för att säkerställa en säker och smidig landning. Kontrollenheten för de gyroskopiska stövlarna, liksom de minimotorer som är inbyggda i dem, kommer att placeras på kontrollhandskarna, som är utformade för att ge enkel åtkomst till systemet.

Det planeras också att genomföra ett annat knep - Gravity Development Board, som är en integrerad del av kostymen som utvecklas. Detta kort fungerar som huvudgränssnittet för hantering av hela systemet. Enligt den tekniska chefen för Solar System Express kommer denna utveckling att vara det första systemet i sitt slag som kommer att vara lämpligt för användning i rymden och som kan överträffa Arduino Uno i funktionalitet. Det antas att de första testerna av mirakeldräkten kommer att äga rum i juli 2016, så det finns inte mycket tid kvar att vänta på att fantasin ska gå i uppfyllelse.

Det mest enastående hoppet hittills

Vid denna tidpunkt gjordes det mest enastående hoppet i historien av Felix Baumgartner (Red Bull Stratos), som samtidigt satte 2 världsrekord på en gång: den första i världen gjorde ett hopp från stratosfären (höjd 39 km), och blev också den första personen som övervann ljudhastigheten. Naturligtvis, utan närvaro av specialutrustning, hade hans hopp varit omöjligt. Felix bar en speciell kostym som faktiskt var en variant på NASA: s mest avancerade rymddräkt. Denna rymddräkt skyddade den modiga tröjan från plötsliga temperaturförändringar (under hoppet varierade lufttemperaturen från -68 till 38 grader Celsius) och tryck, samt ett stort antal andra faror.

Bild
Bild

Aldrig tidigare har sådana dräkter, som klarar extremt höga tryck och samtidigt utfört en kontrollerad fallprocess, utvecklats. Den skapade kostymen bestod av 4 lager. Det yttre lagret av dräkten bestod av ett flamskyddsmedel som heter Nomex. Under detta lager fanns en anordning som innehöll bubblan, som var fylld med gas. Det inre lagret av dräkten var ett andningsfoder. Så snart trycket ökade fick kostymen den styvhet den behövde. Samtidigt skulle kostymens utformning ge en person ett strikt vertikalt fall med huvudet neråt. Detta var avgörande för att undvika att gå in i en platt svans.

En av kostymens viktigaste uppgifter var att justera trycket. Det var nödvändigt att reglera trycket för att undvika förekomst av hypoxi, dekompressionssjukdom, vävnadsskada - d.v.s. dessa risker i samband med plötsliga förändringar i atmosfärstrycket. Under det fria fallet andades Felix Baumgartner rent syre och ett konstant tryck på 3,5 bar hölls i sin rymddräkt. När membranets ånga och aneroidventilen sjönk, justerades trycket i dräkten internt. I det ögonblicket, när fallskärmshopparen sjönk under 10 km, började trycket i kostymen sjunka, vilket säkerställde större rörlighet.

Dräktens tekniska centrum var den bepansrade bröstplattan. Den inkluderade en högupplöst videokamera med en 120-graders vidvinkelvy, en röstmottagare och sändare, en hydrostabilisator som rapporterade vinkel och höjd, en accelerometer och en dubbel uppsättning litiumjonbatterier.

Fallskärmshopparens ansikte skyddades med en speciell plastsköld. Vid fallskärmshopparens utträde ur kapseln borde temperaturen överbord ha varit cirka -25⁰С. På några minuters fri flygning kommer lufttemperaturen att mer än halvera. För att förhindra att plastskyddet dimmade upp från insidan av fallskärmshopparens andedräkt var den utrustad med 110 tunnaste trådar, som var ansvariga för att värma hela ytan.

Bild
Bild

Fallskärmssystemet i denna kostym bestod av 3 fallskärmar: en fallskärmsbromsenhet, en huvudskärm och en reserv fallskärm. Samtidigt var de två sista vanliga fallskärmarna, som ökades 2,5 gånger för att ge ytterligare stabilitet. I Baumgartner -dräkten fanns 4 handtag på låsanordningen på en gång: 2 röda och 2 gula. Det röda handtaget, placerat på höger sida av bröstet, släppte huvudfallskärmen och slängde ut bromsskärmen, de gula handtagen på höger lår lossade huvudfallskärmen så att reservfallskärmen kunde lösa sig utan att trassla ihop sig. Om fallskärmshopparen föll i en svans och inte kunde nå handtaget, kunde han släppa bromsskärmen genom att trycka på ringlåsenheten som sitter på kostymens vänstra pekfinger.

Felix Baumgartner och hans team dolde inte att hoppa från stratosfären i sig är en mycket stor och viktig prestation. Men samtidigt var huvudmålet med hoppet just att testa den senaste utvecklingen av NASA.

Rekommenderad: