Drie geïnstrumenteerde mannequins/poppen vastgebonden in stoelen op NASA's Orion ruimtevaartuig in afwachting van liftoff op de eerste vlucht van de enorme Space Launch System raket zal helpen ingenieurs evalueren van de menselijke ervaring voor toekomstige astronauten reizen naar de maan. De drie mannequins, één draagt een Orion-astronautenruimtepak en twee anderen in liggende passagiersstoelen, werden onlangs geïnstalleerd in de drukcabine van het Orion-ruimtevaartuig in het Vehicle Assembly Building op het Kennedy Space Center in Florida.
Ze waren aan boord van de Orion-capsule bovenop de SLS-maanraket toen het begin 17 augustus naar het lanceerplatform rolde voor de laatste aftellingvoorbereidingen. De mannequins zijn uitgerust met duizenden sensoren om versnellingen, trillingen en stralingsniveaus te meten tijdens de reis van het Orion-ruimtevaartuig van de aarde naar de maan en terug. De SLS maanraket en het Orion ruimtevaartuig zijn gepland voor lancering niet eerder dan 29 augustus om NASA's Artemis 1 missie te beginnen, een onbemande proefvaart voordat de volgende SLS/Orion lanceringen astronautenbemanningen naar de maan brengen. NASA's Artemis programma is bedoeld om astronauten terug te sturen naar het maanoppervlak, daar een langdurige aanwezigheid te vestigen, en technologieën te testen voor toekomstige menselijke expedities naar Mars. "De belangrijkste missie van Artemis 1 is het valideren van de prestaties van het bemanningsvervoersysteem dat zal dienen als ons werkpaard voor de bemanningsmissies naar de maan en Mars," aldus Pat Troutman, een ontwerper en architect in NASA's Moon to Mars architectuurontwikkelingsbureau. Het Orion ruimtevaartuig zal langs de maan reizen en in een verre retrograde baan terechtkomen met een gemiddelde afstand van meer dan 70.000 kilometer van het maanoppervlak. Op die afstand van de aarde zal het ruimtevaartuig buiten het magnetische veld vliegen dat de planeet beschermt tegen zonne- en kosmische straling.
Artemis 1 heeft ook een reeks secundaire nuttige ladingen aan boord, waaronder inzetbare subsatellieten, of CubeSats, voor het uitvoeren van wetenschappelijke en technologische demonstratiemissies. Er zijn ook experimenten en nuttige ladingen in het Orion-ruimtevaartuig. "De wetenschappelijke en technologische lading van deze missie zal ons meer vertellen over de omgeving waarin mensen zullen reizen, en ze zullen de grenzen verleggen met betrekking tot wat geavanceerde technologie voor ons kan doen op deze toekomstige missies," zei Troutman. "Dus deze payloads zullen ons informeren over hoe we de bemanning beter kunnen beschermen tegen de ruimtestraling, en geavanceerde voortstuwingsmogelijkheden demonstreren, waardoor we sondes en mensen efficiënter naar de diepe ruimte kunnen sturen. "Ze zullen autonomie en speciale technologieën demonstreren die toekomstige Mars-bemanningen zullen helpen hun ruimteschepen te inspecteren zonder de veiligheid van hun drukcabines te hoeven verlaten," zei Troutman.
Een van de mannequins die vliegt op de Artemis 1 missie draagt een oranje ruimtepak dat lijkt op het pak dat astronauten zullen aantrekken voor lancering en terugkeer op toekomstige Artemis vluchten. "Het doel is om de menselijke ervaring van lancering en landing te simuleren, te testen, te evalueren," zei Dustin Gohmert, Orion crew survival systems project manager bij NASA's Johnson Space Center in Houston. "Artemis 1 is zonder bemanning. Maar met de mannequin zullen we in staat zijn om te evalueren hoe die mens zich gedraagt op het voertuig. "Dit ruimtepak dat we hebben - het Orion Crew Survival Suit, of OCSS - zal worden gedragen door alle toekomstige astronauten vanaf Artemis 2 en verder op alle volgende missies," zei Gohmert. Het pak is ontworpen om een astronaut tot zes dagen in leven te houden, door het bemanningslid te voorzien van zuurstof, koeling en andere levensondersteunende functies als het Orion-ruimtevaartuig tijdens de vlucht de cabinedruk verliest. Dat zou het Orion-ruimtevaartuig de tijd kunnen geven om een noodterugkeer naar de aarde te maken vanuit de buurt van de maan. "Dat is een prestatie die we nog nooit eerder hebben geprobeerd in de geschiedenis van ruimtepakken," zei Gohmert. "Over het algemeen is het pak functioneel identiek aan wat we zullen vliegen voor Artemis 2 en daarna," zei hij.
De etalagepop die het Orion-ruimtepak draagt, heet "Commander Moonikin Campos" ter ere van Arturo Campos, een ingenieur die verantwoordelijk was voor de elektrische systemen van de Apollo-maanmodule. Zijn expertise was van groot belang om de Apollo 13-astronauten in staat te stellen de maanmodule te gebruiken als reddingsboot voor hun terugkeer naar de aarde. Gohmert zei dat "Campos" in het Orion-ruimtevaartuig zal zitten in een "volledig vluchtachtige stoel".
"Het is ontworpen met geavanceerde veiligheidsvoorzieningen voor inzittenden die we hebben opgenomen door de laatste tien jaar van studie, en we hebben dat gedaan om de menselijke veiligheid te maximaliseren," zei Gohmert. "Het NASA crew survival engineering team ... we hebben de laatste tien jaar gewerkt aan een volledig geïntegreerd veiligheidssysteem voor de bemanning. En om dat te doen, moesten we het voertuig, het pak, de stoel, en de mens allemaal in één beschermend pakket combineren. Met deze missie gaan we enkele belangrijke aspecten van die lanceerveiligheidsvoorzieningen meten. "Met de etalagepop kunnen we de dynamische reacties van dat systeem bekijken," zei Gohmert. "Dit is belangrijk omdat het ons in staat stelt om wat we geleerd hebben van het testen en van het modelleren te valideren ten opzichte van de prestaties in de echte wereld, zodat we de veiligheid van alle toekomstige astronauten kunnen garanderen."
Commandant Moonikin Campos is uitgerust met twee stralingssensoren, en zijn stoel heeft sensoren onder de hoofdsteun en achter de stoel om versnellings- en trillingsmetingen vast te leggen gedurende de hele missie, inclusief liftoff, re-entry, en splashdown in de Stille Oceaan. Het Orion-ruimtevaartuig heeft extra versnellingsmeters om de krachten te vergelijken die inwerken op de stoelen op het bovenste en onderste niveau in de capsule. Toekomstige Orion-missies zullen bemanningen van vier astronauten vervoeren. Astronauten in het Orion-ruimtevaartuig zullen naar verwachting 2,5 keer de zwaartekracht ervaren tijdens de lancering en vier keer de zwaartekracht tijdens de terugkeer in de dampkring, aldus de NASA. Twee "co-passagiers" zijn ook aan boord van het Orion ruimtevaartuig voor de Artemis 1 missie. Twee "fantoom torso's" zijn vastgebonden in passagiersstoelen in de capsule om gegevens te verzamelen over de blootstelling aan straling die astronauten zullen ondervinden op de maanexpedities. De twee vrouwelijke fantomen, Helga en Zohar genaamd, zijn gemaakt van epoxyhars. Straling heeft een soortgelijke invloed op het harsmateriaal als op menselijke botten, weefsels en organen, aldus Thomas Berger, hoofdonderzoeker voor de fantoomtorso's bij DLR, het Duitse lucht- en ruimtevaartcentrum.
Er zijn meer dan 10.000 sensoren ingebouwd in de fantomen om stralingsmetingen te verzamelen op verschillende delen van het lichaam. "Naast het verschil tussen een man en een vrouw als het gaat om biologische effecten, zullen we onderscheid maken tussen verschillende lichaamsorganen, tussen de hersenen en de baarmoeder, bijvoorbeeld," zei Ramona Gaza, wetenschappelijk teamleider voor het Matroshka AstroRad Radiation Experiment, of MARE, onderzoek.
Een van de twee door Duitsland geleverde fantomen zal een stralingsvest dragen dat is ontwikkeld door het Israëlische bedrijf StemRad en wordt gesteund door het Israëlische ruimtevaartagentschap. Het vest zal wetenschappers in staat stellen om mitigerende maatregelen te testen voor astronauten om zichzelf te beschermen tijdens een zonnestorm die het Orion ruimtevaartuig zou kunnen overspoelen met straling. In de drukcabine van het Orion-ruimtevaartuig zal ook een onderzoek worden uitgevoerd dat Biologie-experiment 1 wordt genoemd, waarin plantenzaden, schimmels, gist en algen worden bewaard. "Elk van deze vier experimenten zal ons helpen een uniek aspect te begrijpen van hoe biologische systemen zich kunnen aanpassen en gedijen in de diepe ruimte," zei Sharmila Bhattacharya, NASA programmawetenschapper voor ruimtebiologie. "Het verzamelen van informatie zoals deze en het analyseren ervan na de vlucht zal ons uiteindelijk helpen een volledig beeld te schetsen van hoe we mensen kunnen helpen gedijen in de diepe ruimte."
Ervan uitgaande dat de Artemis 1 missie 29 augustus opstijgt, zal het Orion ruimtevaartuig 42 dagen in de ruimte doorbrengen voordat het terugkeert naar huis voor een parachute-ondersteunde splashdown op 10 oktober in de Stille Oceaan ten westen van San Diego.
Bron: Stephen Clark (SpaceFlightNow.com)
