Künstlerische Darstellung des Ein-Personen-Raumfahrzeugs von Genesis Engineering Solutions.
(Bild: © Genesis Engineering Solutions)
Das Anziehen eines Raumanzugs ist eine der gefährlichsten Aktivitäten für Astronauten. Während Weltraumspaziergängen gibt es wenig Schutz gegen Mikrometeoroide, die die Schutzanzüge durchstoßen können. Gelegentlich erleiden die Anzüge selbst Fehler, die das Leben des Astronauten bedrohen können.
Was wäre, wenn Astronauten Aktivitäten ausführen könnten, die normalerweise einen Weltraumspaziergang mit einem manövrierbaren Einzelpersonen-Raumschiff erfordern, um diese gefährliche Situation zu vermeiden? Dies ist die Vision, die das in Maryland ansässige Unternehmen Genesis Engineering Solutions für zukünftige Missionen vorschlagen könnte, einschließlich Missionen zum von der NASA vorgeschlagenen Deep Space Gateway in der Nähe des Mondes.
In dem vom Unternehmen vorgeschlagenen Raumfahrzeugdesign würde das Fahrzeug an der größeren Station oder dem größeren Wohnraum angebracht, und ein Astronaut müsste lediglich durch den Boden des Raumfahrzeugs glänzen, um hineinzukommen. Es würde mit kleinen Roboterarmen ausgestattet sein, um Reparaturen durchzuführen, und viel Treibstoff, um auch entfernte Bereiche der Raumstation zu vergrößern.
Genesis hat kürzlich im US-amerikanischen Space & Rocket Center in Huntsville, Alabama, "Fit-Tests" seines Raumfahrzeugdesigns abgeschlossen. Der Test umfasste das Platzieren eines Käfigs, der als Raumschiff modelliert wurde, in einem großen Pool (um die Mikrogravitationsumgebung nachzuahmen) und das freiwillige Tauchen von Freiwilligen in verschiedenen Größen, die versuchen, in das Scheinraumschiff zu passen, auf seinen Fußstützen zu stehen und Joysticks zu handhaben, die steuern die Roboterarme, während sie durch eine Öffnung schauten, in der sich das Fenster des Raumfahrzeugs befinden würde.
Das Unternehmen konzentriert sich jetzt auf mehr "Long-Lead" -Elemente, sagte Projektmanager Brand Griffin in einem Interview mit Space.com. Ingenieure entwerfen das unter Druck stehende Besatzungsgehäuse mit dem Ziel, es zu bauen und zu testen. Sie planen auch Bodentests des Antriebssystems. Wenn das Unternehmen das ganze Geld der Welt hätte, könnte Griffin in drei Jahren einen funktionierenden Prototyp für einen Testflug haben. Realistisch gesehen hängt ihre Zeitachse jedoch davon ab, wer an der Technologie interessiert ist.
"Es gibt Leute in der NASA, die dieses Ding lieben, und andere, die es nicht lieben - wir sind uns dessen bewusst", sagte er. "Oft kommt eine störende Veränderung wie diese [Raumsonde] mit ein wenig Gegenwind."
Aber Griffin, der früher als leitender Ingenieur für das Advanced Concepts Office im Marshall Space Flight Center der NASA in Huntsville gearbeitet hat, führt Gespräche mit der NASA. Und Genesis arbeitet mit Sierra Nevada Corp., einem Entwickler des Roboter-Frachtraumfahrzeugs Dream Chaser, das das Unternehmen an die Internationale Raumstation senden will, an dem Einzelpersonen-Raumfahrzeugprojekt.
Er wies auch darauf hin, dass die NASA im Laufe der Jahrzehnte selbst Konzepte für andere Fahrzeugtypen wie das Ein-Personen-Raumschiff entwickelt hat. Und er sagte, Genesis nutze die NASA-Forschung für das Design des Ein-Personen-Raumfahrzeugs. Studien an der Raumstation Skylab in den 1970er Jahren zeigten beispielsweise, dass Astronauten dazu neigen, eine entspannte, fast fötalähnliche Position einzunehmen, wenn sie auf natürliche Weise in der Schwerelosigkeit schweben. Das Ein-Personen-Raumfahrzeugdesign nutzt diese schwebende Position, um die Passform für zukünftige Astronauten bequem zu machen.
Jahrzehntelange Entwicklung
Fans von "Star Trek" erinnern sich vielleicht an den Neustartfilm "Star Trek" von 2009. Spock Prime (Leonard Nimoy) steuert ein niedliches kleines Einzelpersonen-Raumschiff namens Jellyfish, wenn er in ein Wurmloch gezogen wird, das zu einer alternativen Zeitachse führt. Später steuert der jüngere Spock von der alternativen Zeitachse (Zachary Quinto) dieses Schiff auf einen Kollisionskurs mit einem außerirdischen Schiff.
Dieses Science-Fiction-Konzept eines Ein-Personen-Raumfahrzeugs reicht jedoch mindestens bis in die 1950er Jahre zurück, sagte Griffin während einer Präsentation auf dem Seminar der Arbeitsgruppe Future In-Space Operations (FISO) am 18. Januar. Wernher von Braun - der am besten dafür bekannt ist, die Saturn V-Rakete zu entwickeln, die Astronauten zum Mond brachte - stellte sich auch ein "Flaschenraumschiff" vor, das einzelne Astronauten in den Weltraum befördern könnte.
Andere Konzepte sind die Remora (Bell Labs) in den 1960er Jahren, die Scout (University of Maryland) in den 2000er Jahren und sogar der sogenannte FlexCraft Cherry Picker (von der NASA), den Mitchell während seiner Zeit in Marshall erforschte.
Die vielleicht berühmteste Erbe-Technologie ist die Manned Manoeuvre Unit, eine Art "Jet-Rucksack", den einige Astronauten in den 1980er Jahren ausprobieren mussten. (Bruce McCandless, der letzten Monat gestorben ist, ist berühmt für sein ikonisches Bild in der MMU, das von der Erde zurückgeworfen wurde.)
Die MMU erlaubte Astronauten, sich weit weg vom Space Shuttle zu wagen. Es wurde sogar für Satellitenreparaturen verwendet. Nachdem die Explosion des Challenger-Shuttles 1986 sieben Astronauten getötet hatte, entschied die NASA, dass die MMU unnötig sei, und beendete das Programm laut Smithsonian Magazine. Obwohl das Programm tot ist, besteht das Fachwissen immer noch: Der MMU-Astronaut Robert Stewart gehört zu den Beratern, die Griffin bei der Entwicklung des Ein-Personen-Raumfahrzeugs unterstützen.
Genesis hat sich seit ungefähr zwei Jahren selbst entwickelt, sagte Griffin. Bereits 2016 veranstaltete das Unternehmen einen Wettbewerb, um Studentendesigns in das Raumschiff zu integrieren. Griffin schätzt, dass die Entwicklung des Raumfahrzeugs zwischen den Investitionen seines Unternehmens, den Ratschlägen von Studenten und Mentoren und Sachleistungen von Unternehmen wie dem US-amerikanischen Space & Rocket Center bislang mehrere zehn Millionen Dollar gekostet hat.
Raum vorbereiten
Griffin weist auf viele Vorteile des Ein-Personen-Raumfahrzeugs gegenüber einem herkömmlichen Raumanzug hin. Das Raumschiff passt mehr Körpertypen als ein Raumanzug. Astronauten können Reparaturen durchführen, ohne sich die Hände zu verletzen, was ein häufiges Problem für Arbeiter in Raumanzügen ist, fügte er hinzu.
Es gibt auch Bereiche auf der Internationalen Raumstation, die gewartet werden müssen, wenn die Station altert und für Astronauten schwer zu erreichen ist, sagte Griffin. Das liegt entweder daran, dass es für die Astronauten keine Fuß- und Haltegriffe gibt, oder daran, dass der Canadarm, der Astronauten tragen kann, nur so weit reicht. (Fragen Sie einfach den NASA-Astronauten Scott Parazynski, der 2007 eine schwierige Reparatur von ISS-Solarmodulen auf dem Canadarm2-Roboterarm durchgeführt hat.)
Das Raumschiff wäre auch hinsichtlich des Ziels flexibel. Wenn Astronauten zum Mond wollen, könnte das Fahrzeug in der Nähe der Oberfläche arbeiten und den ätzenden Mondstaub vermeiden, der Raumanzüge im Laufe der Zeit zersetzen kann, sagte Griffin. Oder es könnte von einem kleinen Asteroiden oder Mond wie Mars 'Phobos schweben, der aufgrund der verringerten Schwerkraft zu klein für Menschen ist, um sicher weiterzulaufen.
"Wir wählen unsere Technologie im Hinblick auf die Entwicklung aus", sagte er. "Wir möchten einen Demonstrator fliegen - eine abgespeckte Version - und sehr bald dort [in den Weltraum] aufsteigen und nach Bedarf weitere Funktionen hinzufügen."
