Exoskelett zum Springen aus dem Weltraum

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Exoskelett zum Springen aus dem Weltraum
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Der Film "Iron Man" inspirierte die Entwickler, einen Anzug zu entwerfen, der sich für Sprünge aus dem All eignet. Der Anzug der Zukunft oder Exoskelett zum Sprung aus dem All hat die Bezeichnung RL MARK VI erhalten, er wird von den Entwicklern von Solar System Express und Biotechnics von Juxtopia LLC entwickelt. Dieses Kostüm wird dem Kostüm des berühmten Iron Man ähnlich sein. Der Anzug soll mit Gyroskopen, Augmented-Reality-Brillen, Kontrollhandschuhen und sogar einem Jetpack ausgestattet sein. Gleichzeitig soll das Serienmodell der Neuheit bis 2016 erscheinen.

Die Idee, dieses Exoskelett zu schaffen, wurde von den fantastischen Filmen Iron Man und Star Trek inspiriert. Es wird davon ausgegangen, dass dieser Anzug eine Person 100 km heben kann. über der Erdoberfläche und dann sanft auf den Boden absenken, ohne einen Fallschirm zu verwenden. Die Designer des Raumanzugs haben aus gutem Grund die Höhe von 100 km als oberste Messlatte festgelegt, diese Höhe wird als Karman-Linie bezeichnet, die als Grenze zwischen dem offenen Raum und der Erdatmosphäre gilt. Gleichzeitig ist das Springen aus einer solchen Höhe eine Aufgabe von enormer Komplexität. Zunächst wirkt das kosmische Vakuum auf einen Menschen, dann tritt er in die Erdatmosphäre ein und befindet sich für längere Zeit im freien Fall.

Science-Fiction ist nicht das erste Mal, dass sie Ingenieure dazu inspiriert, die Technologie der Zukunft zu entwickeln. Im Film Star Trek von 2009 gibt es beispielsweise eine Szene, in der der Kapitän der Raumsonde James Kirk, der Ingenieur Olson und der Steuermann Hikaru Sulu in Hightech-Anzügen auf die Oberfläche des Planeten Vulcan absteigen und die Landung stattfindet mit dem Auslösen des Fallschirms. In der Iron Man-Trilogie stehen die Kostüme von Tony Stark im Mittelpunkt der Geschichte. Die Hauptbestandteile seiner Exoskelette sind Repulsoren (Anti-Schwerkraft-Triebwerke) in Handschuhen und Düsentriebwerke in Stiefeln. Gleichzeitig verfügt der Helm in diesem Anzug über ein Display mit Anzeige an der Windschutzscheibe. Darüber hinaus kann der Held per Sprachsteuerung alle verfügbaren Systeme steuern.

Um diese Ideen in die Praxis umzusetzen, müssen eine Vielzahl unterschiedlicher Probleme gelöst werden. Überlegen Sie, wie der Anzug eine Person vor plötzlichen Temperatur- und Druckänderungen schützt, das Problem der Sauerstoffversorgung löst, überlegen Sie, wie Sie Hyperschall- und Überschallstoßwellen widerstehen können. In solch beeindruckender Höhe gibt es viele Risiken: Ein Athlet kann Luftemphysem, Dekompressionskrankheit oder Ebullismus (Kochen von Flüssigkeit im Körper bei niedrigem Luftdruck) erleiden. Im Falle einer Beschädigung des Anzugs kann die Person ohne Schutz und Sauerstoff zurückgelassen werden.

Exoskelett zum Springen aus dem Weltraum
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Außerdem muss der entwickelte Anzug Hyperschall- und Überschallstoßwellen standhalten. Auch die erfahrene Überlastung wird eine wichtige Rolle spielen. In dem Moment, in dem ein Athlet von einer dünnen Atmosphäre in seine dichteren Schichten übergeht, wird er positive und negative Überlastungen von 2 g bis 8 g erfahren. Und dies kann zu ernsthaften Problemen und zum Ausfall des gesamten Systems führen. Ein Athlet hingegen kann bei einer solchen Überlastung das Bewusstsein verlieren oder eine Blutung erleiden.

Laut Vertretern von Solar System Express wird der neue Raumanzug mit dem Namen RL MARK VI dem Athleten ermöglichen, aus dem nahen Weltraum, dem suborbitalen Raum und sogar aus der niedrigen Erdumlaufbahn zu springen. Das RL im Anzug ist ein Akronym für Major Robert Lawrence, der als erster afroamerikanischer Astronaut am 8. Dezember 1967 bei Testflügen auf der Edwards Air Force Base starb.

Um seine Entwicklung zu testen, plant Solar System Express einen Sprung ähnlich dem Red Bull Stratos. Die ersten Tests sollen in relativ geringer Höhe mit einer Fallschirmlandung durchgeführt werden, doch die Ziele des Herstellers sind deutlich ambitionierter. Mit Hilfe spezieller Stiefel mit Miniaturmotoren und Wingsuit-Technologie muss der Athlet sanft in aufrechter Position landen.

Gleichzeitig arbeiten die Juxtopia-Ingenieure an einem Augmented-Reality-Brille-Projekt. Das Funktionsprinzip dieser Brille sollte der Technologie der Anzeige von Informationen auf der Windschutzscheibe moderner Jäger ähneln, wenn alle für den Piloten notwendigen Daten auf der Innenfläche des Helms, der Pilotenbrille oder direkt auf dem Glas des Flugzeugs angezeigt werden Cockpitverdeck. Die Augmented-Reality-Brille von Juxtopia liefert dem Sportler alle wichtigen Informationen, die er zur Kontrolle der Situation benötigt. Sie informieren Sie über die Temperatur der Umgebung und des Körpers, Herzfrequenz, Druck und zeigen viele andere nützliche Informationen an. Außerdem kennt der „Jumper“seinen Standort im All, sieht die Änderung der Fluggeschwindigkeit und kann auch ständig mit Stationen am Boden in Kontakt bleiben. Das System umfasst Kameras, Sprachsteuerung und Umgebungsbeleuchtung.

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Gleichzeitig sollen Kreiselstiefel das Hightech-Ding im neuen Wunderanzug werden. Es wird davon ausgegangen, dass sie mehrere Probleme gleichzeitig lösen. Zuerst in einer Höhe von 100 km. über dem Meeresspiegel wirken keine aerodynamischen Kräfte auf den Körper des Athleten, aus diesem Grund wird es sehr schwierig sein, den Flug zu stabilisieren. Gleichzeitig helfen die in den Stiefeln eingebauten Gyroskope dabei, die Position des Raumanzugs im Weltraum zu stabilisieren und helfen dem Athleten, eine optimale Position beim Überqueren der Grenze von Thermosphäre und Stratopause beizubehalten. Mit ihrer Hilfe ist geplant, ein Sicherheitssystem namens "Flat Spin Compensator" zu implementieren, das sich einschaltet, wenn der "Jumper" die Kontrolle über die Position im Raum für mehr als 5 Sekunden verliert.

Eine der Hauptfunktionen von Kreiselstiefeln sollte die weiche Landung des Athleten sein. Es wird davon ausgegangen, dass sie sich "einschalten", wenn eine Person fast die Erdoberfläche erreicht hat. An diesem Punkt werden Miniaturdüsen Gasstrahlen freisetzen, um eine sichere und reibungslose Landung zu gewährleisten. Die Steuerung der Kreiselstiefel sowie die darin eingebauten Mini-Motoren befinden sich an den Kontrollhandschuhen, die den Zugang zum System erleichtern sollen.

Es ist auch geplant, einen weiteren Trick zu implementieren – das Gravity Development Board, das integraler Bestandteil des zu entwickelnden Anzugs ist. Dieses Board fungiert als Hauptschnittstelle für die Verwaltung des gesamten Systems. Laut dem technischen Direktor von Solar System Express wird diese Entwicklung das erste System dieser Art sein, das für den Einsatz im Weltraum geeignet ist und das Arduino Uno in der Funktionalität übertreffen kann. Es wird davon ausgegangen, dass die ersten Tests des Wunderkostüms im Juli 2016 stattfinden werden, also bleibt nicht mehr viel Zeit, um zu warten, bis die Fantasie wahr wird.

Der bisher herausragendste Sprung

Zu diesem Zeitpunkt gelang Felix Baumgartner (Red Bull Stratos) der herausragendste Sprung der Geschichte, der gleichzeitig 2 Weltrekorde aufstellte: der erste der Welt machte einen Sprung aus der Stratosphäre (Höhe 39 km) und wurde auch der erste Mensch, der die Schallgeschwindigkeit überwand. Ohne spezielle Ausrüstung wäre sein Sprung natürlich unmöglich gewesen. Felix trug einen speziellen Anzug, der eigentlich eine Variation des fortschrittlichsten Raumanzugs der NASA war. Dieser Raumanzug schützte den tapferen Springer vor plötzlichen Temperatur- (während des Sprungs schwankte die Lufttemperatur von -68 bis 38 Grad Celsius) und Druck sowie vor einer Vielzahl anderer Gefahren.

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Nie zuvor wurden solche Anzüge entwickelt, die extrem hohen Drücken standhalten und gleichzeitig einen kontrollierten Fallprozess durchführen. Das erstellte Kostüm bestand aus 4 Schichten. Die äußere Schicht des Anzugs bestand aus einem flammhemmenden Material namens Nomex. Unter dieser Schicht befand sich ein Gerät, das die mit Gas gefüllte Blase hielt. Die Innenschicht des Anzugs war ein atmungsaktives Futter. Sobald der Druck zunahm, erhielt der Anzug die nötige Steifigkeit. Gleichzeitig sollte das Design des Anzugs einer Person einen streng vertikalen Sturz mit dem Kopf nach unten ermöglichen. Dies war entscheidend, um einen flachen Tailspin zu vermeiden.

Eine der wichtigsten Aufgaben des Anzugs war es, den Druck anzupassen. Es war notwendig, den Druck zu regulieren, um das Auftreten von Hypoxie, Dekompressionskrankheit, Gewebeschäden - d.h. die Risiken, die mit plötzlichen Änderungen des atmosphärischen Drucks verbunden sind. Während des freien Falls atmete Felix Baumgartner reinen Sauerstoff und in seinem Raumanzug wurde ein konstanter Druck von 3,5 bar aufrechterhalten. Als der Dampf der Membranen und des Aneroidventils abnahm, wurde der Druck im Anzug intern angepasst. In diesem Moment, als der Fallschirmspringer unter 10 km fiel, begann der Druck im Anzug zu sinken, was eine größere Mobilität gewährleistete.

Das technologische Zentrum des Anzugs war der gepanzerte Brustpanzer. Es umfasste eine hochauflösende Videokamera mit einer 120-Grad-Weitwinkelansicht, einen Sprachempfänger und -sender, einen Hydrostabilisator, der Winkel und Höhe meldete, einen Beschleunigungsmesser und einen doppelten Satz Lithium-Ionen-Batterien.

Das Gesicht des Fallschirmspringers wurde mit einem speziellen Plastikschild geschützt. Zum Zeitpunkt des Ausstiegs des Fallschirmspringers aus der Kapsel sollte die Temperatur über Bord etwa -25 ° C betragen haben. In wenigen Minuten freien Fluges wird sich die Lufttemperatur mehr als halbieren. Um zu verhindern, dass der Kunststoffschild aus dem Ateminneren des Fallschirmspringers beschlägt, war er mit 110 dünnsten Drähten ausgestattet, die für die Erwärmung seiner gesamten Oberfläche verantwortlich waren.

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Das Fallschirmsystem dieses Anzugs bestand aus 3 Fallschirmen: einer Fallschirm-Bremseinheit, einem Hauptfallschirm und einem Reservefallschirm. Gleichzeitig waren die letzten beiden gewöhnliche Fallschirme, die um das 2,5-fache erhöht wurden, um zusätzliche Stabilität zu bieten. Im Baumgartner-Anzug waren 4 Griffe der Verriegelung auf einmal vorgesehen: 2 rote und 2 gelbe. Der rote Griff auf der rechten Brustseite löste den Hauptfallschirm aus und warf den Bremsfallschirm aus, die gelben Griffe am rechten Oberschenkel hakten den Hauptfallschirm aus, damit der Reservefallschirm ohne Verwicklung ausfahren konnte. Falls der Fallschirmspringer ins Trudeln geriet und den Griff nicht erreichen konnte, konnte er den Bremsfallschirm durch Drücken der Ringverriegelung am linken Zeigefinger des Anzugs lösen.

Felix Baumgartner und sein Team haben nicht verhehlen, dass das Springen aus der Stratosphäre an sich schon eine sehr große und wichtige Leistung ist. Gleichzeitig war das Hauptziel des Sprungs aber gerade, die neueste Entwicklung der NASA zu testen.

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