Инженеры Техасского университета A&M под руководством Анны Диаз Артилесс работают над созданием технологий мягкой робототехники, которые позволят сделать в будущие умные скафандры более безопасными, удобными и энергоэффективными для космических путешественников.

Прототип коленного актуатора. Texas A&M

В настоящее время у исследователей космосам на есть два типа скафандров. Первый - скафандр мягкого типа, предназначенный для защиты экипажа от случайной разгерметизации во время взлета и возвращения в атмосферу. Второй - скафандр жёсткого типа (или костюм полного давления), для осуществления космонавтами и астронавтами выходов в открытый космос и которые практически не менялись с конца прошлого столетия.

Надо отдать должное - современные космические скафандры - это замечательное оборудование. И хотя он выглядит как громоздкая и жесткая упаковка, космический скафандр - это не просто костюм. Это космический корабль, повторяющий форму тела. Как и космический корабль, он поддерживает жизнь своего владельца и обеспечивает защиту от вакуума, тепла, холода и радиации, а некоторые из них даже оснащены двигательными установками. Кроме того, скафандры обладают высокой мобильностью.

Самым неприятным является то, что скафандрам предстоит пройти долгий путь, прежде чем они станут по-настоящему удобными и эффективными. Одна из причин заключается в том, что скафандры должны содержать воздух с давлением, достаточным для поддержания жизни их владельца. Это превращает скафандр в подобие морской звезды, которую так же непросто согнуть, как автомобильную покрышку. Чтобы решить эту проблему, суставы скафандра выполнены из серии компенсаторов постоянного объема. В момент их сгибания воздух перетекает из одной части в другую, позволяя суставу сгибаться.

Однако такие соединения неудобны. Они требуют определенных усилий и возвращаются в исходное положение, когда астронавт перестает двигаться. По замыслу разработчиков, эти компенсаторы должны быть заменены мягкими роботизированными сервоприводами, которые выполнят большую часть работы, удержат сустав в желаемом положении и будут более комфортно облегать тело.

Инфографика SmartSuit.Texas A&M

Сейчас учёные работают над прототипом роботизированного коленного сустава, но в конечном итоге их целью является интеграция приводов в полноценное устройство для всего тела. Исследователи пришли к выводу, что такие приводы помогут сэкономить значительное количество калорий, расходуемых во время полета на Марс, и позволят астронавтам понизить уровень потоотделения.

Конечной целью является интеграция этих мягких роботизированных актуаторов в самовосстанавливающийся скафандр со встроенными датчиками. Этот новый костюм будет обеспечивать дополнительное механическое противодавление (MCP). То есть, более плотно прижиматься к пользователю. Это позволит скафандру функционировать при давлении воздуха на четверть меньше, чем в обычном скафандре. Это не только сделает костюм более удобным в процессе ношения, но и снизит опасность декомпрессионной болезни и избавит от необходимости предварительной продувки скафандра чистым кислородом.

"Представьте себе, что вы носите очень тесный костюм Under Armour или очень тесные леггинсы", - говорит аспирант Логан Клюис. Это давление, давящее на ваше тело, будет заменять или дополнять давление газа". Поэтому идея SmartSuit заключается в том, чтобы использовать как механическое давление, так и давление газа".

Исследование было опубликовано в журнале Aerospace Medicine and Human Performance.

Источники: Texas A&M, Ingentaconnect
(https://today.tamu.edu/2022/04/19/building-a-better-spacesuit/)(https://www.ingentaconnect.com/content/asma/amhp/2021/00000092/00000007/art00007)