Flydende ideer til en luftsluse nær Månen

Samling af en ny beboelig struktur nær månen, kendt som Gateway, er planlagt til at begynde i 2023. Det internationale projekt vil give mennesker mulighed for at udforske længere end nogensinde før, og det bringer nye muligheder for europæisk design i rummet.

I slutningen af ​​2018, ESA bestilte to konsortier – det ene ledet af Airbus og det andet af Thales Alenia Space – til at foretage parallelle undersøgelser af designet af en videnskabelig luftsluse. På samme måde som det japanske eksperimentmodul Kibo på den internationale rumstation, denne luftsluse vil gøre det muligt at overføre videnskabelige eksperimenter fra Gatewayen til og fra det ydre rum.

Den videnskabelige luftsluse udgør en del af et europæisk modul kaldet ESPRIT – et modul, der også vil muliggøre tankning og give telekommunikation med månen og jorden.

Selvom det stadig er meget tidlige dage for ESPRIT-udviklingen, ESA-astronaut Jean-François Clervoy og ESA-astronauttræner Hervé Stevenin havde for nylig mulighed for at komme i gang med ét luftslusekoncept i Marseille, Frankrig og se, hvordan dette kunne fungere i rummet.

Arbejder under vandet

Designet og konstrueret af det franske selskab Comex for Airbus, mockup'en af ​​ESPRITs interiør blev testet under vandet for at simulere rummets vægtløshed.

Holdet, ledet af Peter Weiss, brugte 3-D-printede modeller til at repræsentere den hardware, der vil blive betjent af astronauter i Gatewayen. Disse omfattede dele af robotarmen, der skulle udvikles til Gateway af den canadiske rumfartsorganisation.

Comex-dykker Kathrin Nowack siger, at testens hovedformål var at evaluere kravene til nyttelastoperationer og bestemme den bedste positionering for to kameraer, der vil tillade operationer at blive set fra Jorden.

"Vi ville se, om astronauterne havde plads nok til at installere hardware på nyttelastbordet, udfør de nødvendige kontroller og flyt dem derefter gennem luftslusetunnelen for at blive udsat for rummet, " forklarer hun. "Vi ønskede også at sikre, at besætningsmedlemmerne havde plads til at udføre vedligeholdelses- eller reparationsarbejde inde i luftslusen og identificere, hvor yderligere besætningsgrænseflader - såsom håndlister - er påkrævet."

For at sikre en virkelig repræsentativ undersøgelse, Jean-François og Hervé udførte testene i neoprendragter, mens de trak vejret gennem en lang regulatorslange forbundet til overfladen.

ESA-studieleder Philippe Schoonejans siger, at dette var vigtigt for at "efterligne miljøet i Gatewayen, hvor astronauter vil flyde rundt i almindeligt tøj".

Førstehåndsindtryk

Efter at have tilbragt 28 dage i rummet i løbet af tre Shuttle-missioner, Philippe siger, at Jean-François var velegnet til testen. Hervé har også logget syv timer i vægtløshed, mens han trænede astronauter under parabolflyvninger. Disse erfaringer gjorde det muligt for parret at evaluere både tilgængeligheden og ergonomien af ​​modulet.

"Gennem testen, vi var i stand til at bekræfte, at dette foreløbige indre design ville være kompatibelt med opgaver, som astronauter forventes at udføre i vægtløshed, og identificere det bedste sted at sætte gelændere for at sikre optimal stabilitet for besætningen, når de udfører nyttelasthåndtering og luftsluseoperationer, " siger Hervé.

Philippe siger, at holdet også var imponeret over den store størrelse af forventede nyttelaster og robotgrænseflader.

"Mens vi havde set dimensionerne af disse komponenter i dokumenterne, at se fuldskala 3-D-printede modeller gav os mulighed for bedre at forstå, hvor utroligt store de er, " siger Philippe. "Det er noget, vi bliver nødt til at overveje gennem hele processen med hensyn til at balancere masse og styrke."

Frem til månen

Så, hvad er de næste skridt? Philippe siger, at for Airbus og Comex var dette en bekræftelses- og faktamission. De vil nu bruge testresultaterne til at forfine deres koncept og strømline deres design.

Thales Alenia Space vil også fortsætte med at arbejde på deres luftslusekoncept, og ESA har til hensigt at udsende en konkurrenceanmodning om forslag til sommeren. På dette stadium vil begge virksomheder blive bedt om at præsentere deres koncepter og omkostninger til overvejelse forud for ESA's næste ministerråd i november.