Podpis: zintegrowany stos pojazdów do koncepcji misji kosmicznej człowieka. Źródło: NASA
Podczas podróży w kosmosie należy wziąć pod uwagę różnego rodzaju szczegóły, takie jak gdzie iść, co robić i jak wrócić. Ponieważ marzyciele o gwiaździstych oczach często nie biorą pod uwagę praktycznych realiów umieszczenia człowieka w takim środowisku, inżynierowie o stalowych oczach decydują o drobiazgowych szczegółach takiej misji, na przykład o tym, ile par skarpet jest potrzebnych. Na szczęście NASA zatrudnia inżynierów o stalowych oczach i gwiezdnych oczach, a ich praca właśnie wydała ciekawy raport omawiający ludzką stronę eksploracji kosmosu.
Artykuł napisany przez Michelle Rucker i Shelby Thompson z Johnson Space Center koncentruje się na wymaganiach statku, który zabierze pierwszą falę kosmicznych odkrywców w kierunku asteroidy bliskiej Ziemi (NEA), miejmy nadzieję, że w niedalekiej przyszłości. Zespół podkreślił, że patrzyli tylko na bardzo podstawowe wymagania, a dokument stanowi jedynie podstawę do pracy dla bardziej wyspecjalizowanych zespołów, które zaprojektują poszczególne podsystemy.
Aby opracować podstawy, zespół musiał poczynić pewne założenia, które ujawniają się wszystkim zainteresowanym przyszłymi planami eksploracji człowieka przez NASA. Zespół przyjął 380-dniową misję w obie strony do NEA, w której wzięły udział 4 osoby, a zaledwie 30 dni misji spędzono na asteroidzie. Zakładali oni dostępność różnorodnych pojazdów specyficznych dla misji, a także możliwość wykonywania działań pozakomórkowych i dokowania za pomocą modułu załogi Orion, wciąż rozwijanego w NASA. Niemniej jednak takie założenia mogą prowadzić do ekscytującej misji, jeśli będą się utrzymywać przez cały proces projektowania.
Podpis: odzież na dwa tygodnie w torbie transportowej dla załogi. Źródło: NASA
Oprócz założeń zespół wykorzystał wiedzę zdobytą przez lata pracy na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej i pomógł w rozważeniu takich szczegółów, jak liczba paczek napojów w proszku potrzebnych na czas podróży, a także ile pasty do zębów osoba korzysta codziennie w kosmosie. Wszystkie te liczby zostały zgniecione, aby uzyskać ogólne wymiary jednostki.
Chociaż suma tych objętości wytworzyła zbyt duży statek kosmiczny, zespół ocenił częstotliwość i czas trwania aktywności, aby zidentyfikować funkcje, które mogą dzielić wspólną objętość bez konfliktu, zmniejszając całkowitą objętość o 24%. Po dodaniu 10% wzrostu, obliczono, że wynikowa funkcjonalna objętość pod ciśnieniem wynosi co najmniej 268 m3 (9 464 m3) rozłożonego na funkcje.
Te wymiary zaowocowały czteropiętrową konstrukcją o łącznej powierzchni prawie 280 metrów sześciennych (10 000 stóp sześciennych) przestrzeni pod ciśnieniem, która wygląda jakby mogła pochodzić z zestawu Prometeusz.
Podpis: Konceptualny układ siedliska kosmicznego. Źródło: NASA / Michelle Rucker i Shelby Thompson.
Różne podsystemy można podzielić na siedem różnych kategorii. Największa jest sekcja wyposażenia, która zajmuje 22% statku kosmicznego. Przestrzeń ta obejmowałaby takie elementy, jak panel sterowania środowiskowego oraz sprzęt nawigacyjny i komunikacyjny. Jednak projektanci sądzili, że układ napędowy, najprawdopodobniej słoneczny elektryczny układ napędowy, i wszystkie wymagane urządzenia sterujące będą częścią dołączanego modułu i nie będą stanowić części głównej przestrzeni życiowej siedliska.
Operacje misji i operacje statków kosmicznych stanowią kolejne największe części przestrzeni mieszkalnej, z których każda osiąga 20%. Obszary te są zarezerwowane dla zadań specyficznych dla misji, które nie zostały jeszcze zdefiniowane, i zadań ogólnych, które są konieczne bez względu na rodzaj misji, na którą uruchomione jest siedlisko, takie jak podstawowe utrzymanie i naprawa.
Wiele uwagi poświęcono potrzebom psychologicznym i prywatnym mieszkańców statku i jako takie około 30% całkowitej powierzchni mieszkalnej jest przeznaczone na opiekę nad ludźmi na pokładzie, z czego 18% na opiekę „indywidualną”, a 12% chodzenie na opiekę „grupową”.
Podpis: Grupowy obszar życia i operacji koncepcyjnego modułu siedlisk kosmicznych. Źródło: NASA / Michelle Rucker i Shelby Thompson.
Indywidualna opieka obejmuje podstawowe elementy, takie jak łóżka, czyszczenie całego ciała i toalety. Opieka grupowa dotyczy bardziej zajęć wieloosobowych, takich jak jadalnia, przygotowywanie posiłków i miejsca spotkań. Ostatnie 2% powierzchni na pokładzie przeznaczono na planowanie „na wypadek awarii”. Pasuje dobrze do jego imiennika, ponieważ zespół projektowy ma nadzieję, że nigdy nie będzie musiał korzystać z przestrzeni, której głównym celem jest radzenie sobie z obniżeniem ciśnienia w kabinie, śmiercią załogi lub inną nieprzewidzianą katastrofą. Wewnątrz siedliska znajduje się również obszar osłonięty dla schronienia dla załogi podczas zdarzenia promieniowania słonecznego.
Po zapoznaniu się z podstawami do specjalistycznych zespołów należy teraz opracowanie następnego zestawu wymagań dla podsystemów. Ostateczny projekt zostanie ukończony dopiero po długim i iteracyjnym procesie obliczeń i ponownych obliczeń, projektowania i ponownego projektowania. Zakładając, że zespoły wytrwają, a agencja kosmiczna otrzyma odpowiednie fundusze na opracowanie kosmicznej misji na asteroidę, inżynierowie NASA zorientowani na szczegóły opracują bardzo elastyczny moduł siedliska do wykorzystania na następnym etapie eksploracji kosmosu, który marzyciele mogą dostać wszędzie podekscytowany z powodu.
Źródło: Raport techniczny NASA: Rozwijanie siedliska na długi czas, misja kosmiczna
Andy Tomaswick, inżynier elektryk, który podąża za nauką i technologią kosmiczną.
