Å leve og jobbe i rom i lengre perioder er hardt arbeid. Ikke bare tar virkningene av vektløs fysisk bompenger, men å lede romvandringer er en utfordring i seg selv. Under en romvandring kan astronauter bli desorientert, forvirret og kvalm, noe som gjør det vanskelig å komme hjem. Og mens romvandringer har blitt gjennomført i flere tiår, er de spesielt viktige ombord den internasjonale romstasjonen (ISS).
Derfor grunnlegger Charles Stark Draper Laboratory (aka Draper Inc.), et Massachusetts-basert non-profit selskap for forskning og utvikling, en ny romdrakt med støtte fra NASA. I tillegg til gyroskop, autonome systemer og annen avansert teknologi, vil denne neste generasjons romdrakt ha en "Take Me Home" -knapp som vil fjerne mye forvirring og gjetning fra romvandringene.
Spacewalks, ellers kjent som “Extra-Vehicular Activity” (EVA), er en integrert del av romfarten og romutforskningen. Ombord på ISS varer romganger vanligvis mellom fem og åtte timer, avhengig av arten av arbeidet som utføres. Under en romvandring bruker astronauter tethers for å holde seg fast på stasjonen og forhindre at verktøyene deres flyter vekk.
En annen sikkerhetsfunksjon som kommer inn i spillet er Simplified Aid for EVA Rescue (SAFER), en enhet som bæres av astronauter som en ryggsekk. Denne enheten er avhengig av jetstrustere som styres av en liten joystick for å tillate at astronauter kan bevege seg rundt i verdensrommet i tilfelle de blir løsrevet og flyter vekk. Denne enheten ble brukt mye under byggingen av ISS, som involverte over 150 romvandringer.
Selv med en SAFER på, er det imidlertid ikke vanskelig for en astronaut å bli desorientert under og EVA og miste lagrene. Eller som Draper-ingeniør Kevin Duda antydet i en pressemelding fra Draper: "Uten en feilsikker måte å returnere til romfartøyet risikerer en astronaut i verste fall: tapt i verdensrommet." Som romfartsingeniør har Duda studert astronauter og deres habitat om bord på den internasjonale romstasjonen i en tid.
Han og kollegene la nylig inn patent på teknologien, som de omtaler som et "assistert ekstravehikulær selvtillit-retur" -system. Som de beskrev konseptet i patentet:
"Systemet estimerer en besetningsmedlems navigasjonsstatus relativt til et fast sted, for eksempel på et medfølgende kretsende romfartøy, og beregner en veiledningsbane for å returnere besetningsmedlemmen til det faste stedet. Systemet kan redegjøre for sikkerhetskrav og klareringskrav under beregning av veiledningsbanen. "
I en konfigurasjon vil systemet kontrollere besetningsmedlemmets SAFER-pakke og følge en foreskrevet bane tilbake til et sted som er kalt "hjemme". I et annet vil systemet gi instruksjoner i form av visuelle, auditive eller taktile signaler for å lede besetningsmedlemmet tilbake til deres utgangspunkt. Besetningsmedlemmet vil være i stand til å aktivere systemet selv, men en ekstern operatør vil også kunne slå på det om nødvendig.
I følge Séamus Tuohy, Drapers direktør for romfartssystemer, er denne typen retur-hjemmeteknologi et fremskritt innen romdraktteknologi som er for lang. “Den nåværende romdrakten har ingen automatisk navigasjonsløsning - det er rent manuelt - og det kan gi en utfordring for astronautene våre hvis de er i en nødsituasjon, sier han.
Et slikt system byr på flere utfordringer, ikke minst som har GPS Positioning Systems (GPS) som ganske enkelt ikke er tilgjengelige i verdensrommet. Systemet må også beregne en optimal returbane som står for tid, oksygenforbruk, sikkerhet og klareringskrav. Til slutt må den være i stand til å lede en desorientert (eller til og med ubevisst astronaut) effektivt tilbake til luftlåsen. Som Duda forklarte:
Å gi astronauter en følelse av retning og orientering i rommet er en utfordring fordi det ikke er noen tyngdekraft og ingen enkel måte å bestemme hvilken vei som er opp og ned. Vår teknologi forbedrer misjonssuksessen i rommet ved å holde mannskapet trygt. ”
Løsningene, for Duda og hans kolleger, er å utstyre fremtidige romdrakter med sensorer som kan overvåke brukerens bevegelse, akselerasjon og relative stilling til et fast objekt. I følge patentet vil dette sannsynligvis være et medfølgende omløpende romskip. Navigasjons-, veilednings- og kontrollmodulene vil også bli programmert for å imøtekomme forskjellige scenarier, alt fra GPS til visjonsstøttet navigasjon eller stjernesporing.
Draper har også utviklet proprietær programvare for systemet som smelter sammen data fra visjonsbaserte og treghetsnavigasjonssystemer. Systemet vil ytterligere dra nytte av selskapets omfattende arbeid innen bærbar teknologi, som også har omfattende kommersielle applikasjoner. Ved å utvikle romdrakter som lar brukeren hente mer data fra omgivelsene, bringer de effektivt utvidet virkelighetsteknologi ut i verdensrommet.
Utover romutforskning, forutser selskapet også applikasjoner for deres navigasjonssystem her hjemme. Disse inkluderer første reagere og brannmenn som må navigere gjennom røykefylte rom, fallskjermfarere som faller mot jorden, og dykkere som kan bli desorientert på dypt vann. Bokstavelig talt enhver situasjon der liv og død kan være avhengig av å ikke gå tapt, kan ha nytte av denne teknologien.
