At leve og arbejde i rummet i længere perioder er hårdt arbejde. Ikke kun tager virkningerne af vægtløs fysisk vejafgift, men det er en udfordring i sig selv at udføre rumvandringer. Under en rumvandring kan astronauter blive desorienterede, forvirrede og kvalme, hvilket gør det vanskeligt at komme hjem. Og selvom rumvandringer er blevet foretaget i årtier, er de især vigtige ombord på den internationale rumstation (ISS).
Derfor udarbejder Charles Stark Draper Laboratory (alias Draper Inc.), et Massachusetts-baseret non-profit forsknings- og udviklingsfirma, en ny rumdragt med støtte fra NASA. Ud over gyroskoper, autonome systemer og anden avanceret teknologi vil denne næste generations rumdrag have en "Take Me Home" -knap, der fjerner meget forvirring og gæt fra rumvandringerne.
Rumvandringer, også kendt som ”Ekstra-køretøjsaktivitet” (EVA), er en integreret del af rumrejser og rumfart. Ombord på ISS varer rumvandringer normalt mellem fem og otte timer, afhængigt af arten af det arbejde, der udføres. Under en rumvandring bruger astronauter tethere til at forblive fastgjort til stationen og forhindre, at deres værktøjer flyder væk.
En anden sikkerhedsfunktion, der kommer i spil er Simplified Aid for EVA Rescue (SAFER), en enhed, der bæres af astronauter som en rygsæk. Denne enhed er afhængig af jet-thrustere, der styres af en lille joystick for at give astronauter mulighed for at bevæge sig rundt i rummet i tilfælde af, at de bliver bundet sammen og flyder væk. Denne enhed blev brugt i vid udstrækning under konstruktionen af ISS, som involverede over 150 rumvandringer.
Selv med en SAFER til, er det imidlertid ikke svært for en astronaut at blive desorienteret under og EVA og miste deres kuglelejer. Eller som Draper-ingeniør Kevin Duda indikerede i en Draper-pressemeddelelse: "Uden en fejlsikker måde at vende tilbage til rumfartøjet risikerer en astronaut i værste tilfælde: tabt i rummet." Som rumsystemingeniør har Duda studeret astronauter og deres levesteder om bord på den internationale rumstation i nogen tid.
Han og hans kolleger indgav for nylig et patent på teknologien, som de omtaler som et ”assisteret ekstravehikulært aktivt selvudkast” -system. Som de beskrev begrebet i patentet:
”Systemet estimerer en besætningsmedlems navigationsstatus i forhold til en fast placering, for eksempel på et ledsagende kredsende rumfartøj, og beregner en vejledning for tilbagevenden af besætningsmedlemmet til det faste sted. Systemet kan muligvis redegøre for sikkerheds- og godkendelseskrav under beregning af vejledningsbanen. ”
I en konfiguration vil systemet kontrollere besætningsmedlemmets SAFER-pakke og følge en foreskrevet bane tilbage til et sted, der er udpeget som ”hjem”. I et andet vil systemet give anvisninger i form af visuelle, auditive eller taktile signaler for at dirigere besætningsmedlemmet tilbage til deres udgangspunkt. Besætningsmedlemmet vil være i stand til at aktivere systemet selv, men en fjernoperatør vil også være i stand til at tænde det om nødvendigt.
Ifølge Séamus Tuohy, Drapers direktør for rumsystemer, er denne type retur-hjemmeteknologi et fremskridt inden for rumfarts-teknologi, der er for længe for sent. “Den nuværende rumdragt har ingen automatisk navigationsløsning - det er rent manuelt - og det kan være en udfordring for vores astronauter, hvis de er i en nødsituation, ”sagde han.
Et sådant system byder på adskillige udfordringer, ikke mindst som har at gøre med Global Positioning Systems (GPS), som simpelthen ikke er tilgængelige i rummet. Systemet skal også beregne en optimal returbane, der tager højde for tid, iltforbrug, sikkerhed og clearance. Til sidst skal det være i stand til at lede en desorienteret (eller endda ubevidst astronaut) effektivt tilbage til deres luftlås. Som Duda forklarede:
”At give astronauter en følelse af retning og orientering i rummet er en udfordring, fordi der ikke er nogen tyngdekraft og ingen let måde at bestemme, hvilken vej der er op og ned. Vores teknologi forbedrer missionens succes i rummet ved at holde besætningen i sikkerhed. ”
Løsningerne, hvad Duda og hans kolleger angår, er at udstyre fremtidige rumdragter med sensorer, der kan overvåge brugerens bevægelse, acceleration og relative position til et fast objekt. Ifølge patentet vil dette sandsynligvis være et ledsagende rumskib. Navigations-, vejlednings- og kontrolmodulerne vil også blive programmeret til at rumme forskellige scenarier, der spænder fra GPS til visionstyret navigation eller stjernesporing.
Draper har også udviklet proprietær software til systemet, der smelter sammen data fra visionbaserede og inertielle navigationssystemer. Systemet vil yderligere drage fordel af virksomhedens omfattende arbejde inden for bærbar teknologi, som også har omfattende kommercielle applikationer. Ved at udvikle rumdragter, der giver brugeren mulighed for at hente flere data fra deres omgivelser, bringer de effektivt augmented reality-teknologi ud i rummet.
Ud over rumundersøgelse forudser virksomheden også applikationer til deres navigationssystem her hjemme. Disse inkluderer de første respondere og brandmænd, der er nødt til at navigere gennem røgfyldte værelser, skydivers, der falder mod Jorden, og dykere, der kan blive desorienterede i dybt vand. Bogstaveligt talt kunne enhver situation, hvor liv og død afhænger af, at man ikke går tabt, drage fordel af denne teknologi.
