العيش والعمل في الفضاء لفترات طويلة من العمل الشاق. لا يقتصر تأثير آثار انعدام الوزن على الخسائر المادية فحسب ، ولكن إجراء السير في الفضاء هو تحدٍ بحد ذاته. أثناء السير في الفضاء ، يمكن أن يصبح رواد الفضاء مشوشين ومربكين وغثيانًا ، مما يجعل الوصول إلى المنزل أمرًا صعبًا. وبينما أجريت عمليات سير في الفضاء لعقود ، إلا أنها مهمة بشكل خاص على متن محطة الفضاء الدولية (ISS).
ولهذا السبب فإن مختبر تشارلز ستارك درابر (المعروف أيضًا باسم شركة درابر) ، وهي شركة أبحاث وتطوير غير ربحية مقرها ماساتشوستس ، تقوم بتصميم بدلة فضائية جديدة بدعم من وكالة ناسا. بالإضافة إلى الجيروسكوبات والأنظمة المستقلة وغيرها من التقنيات المتطورة ، ستحتوي بدلة الفضاء من الجيل التالي على زر "Take Me Home" الذي سيزيل الكثير من الارتباك والتخمين من السير في الفضاء.
تعتبر السير في الفضاء ، والمعروفة باسم "النشاط خارج المركبات" (EVA) ، جزءًا لا يتجزأ من السفر إلى الفضاء واستكشاف الفضاء. على متن محطة الفضاء الدولية ، تستمر السير في الفضاء عادةً ما بين خمس إلى ثماني ساعات ، اعتمادًا على طبيعة العمل الذي يتم تنفيذه. أثناء السير في الفضاء ، يستخدم رواد الفضاء الحبال للحفاظ على ثباتهم في المحطة ومنع أدواتهم من الطفو بعيدًا.
ميزة أخرى للأمان تدخل في اللعب هي المساعدة المبسطة لـ EVA Rescue (SAFER) ، وهو جهاز يرتديه رواد الفضاء مثل حقيبة الظهر. يعتمد هذا الجهاز على أجهزة الدفع النفاثة التي يتم التحكم فيها بواسطة عصا تحكم صغيرة للسماح لرواد الفضاء بالتنقل في الفضاء في حال أصبحوا غير مقيدين ويطفوون. تم استخدام هذا الجهاز على نطاق واسع أثناء بناء محطة الفضاء الدولية ، والتي تضمنت أكثر من 150 من السير في الفضاء.
ومع ذلك ، حتى مع وجود SAFER قيد التشغيل ، ليس من الصعب على رائد الفضاء أن يصاب بالارتباك أثناء EVA ويفقد محامله. أو كما أشار مهندس درابر كيفين دودا في بيان صحفي لـ "درابر" ، "بدون طريقة مانعة للفشل للعودة إلى المركبة الفضائية ، يكون رائد الفضاء في خطر أسوأ سيناريو: فقد في الفضاء." كمهندس نظم فضائية ، درس دودا رواد الفضاء وموطنهم على متن محطة الفضاء الدولية لبعض الوقت.
وقد قام هو وزملاؤه مؤخرًا بتقديم براءة اختراع للتكنولوجيا ، والتي يشيرون إليها باسم نظام "العودة الذاتية للنشاط خارج المركبة المساعدة". كما وصفوا المفهوم في البراءة:
"يقدِّر النظام حالة تنقل عضو الطاقم بالنسبة إلى موقع ثابت ، على سبيل المثال في مركبة فضائية مدارية مصاحبة ، ويحسب مسار توجيه لإعادة عضو الطاقم إلى ذلك الموقع الثابت. قد يراعي النظام متطلبات السلامة والتخليص أثناء حساب مسار التوجيه. "
في أحد التكوينات ، سيتحكم النظام في حزمة SAFER الخاصة بأفراد الطاقم وسيتبع مسارًا محددًا إلى موقع يسمى "المنزل". في نظام آخر ، سيوفر النظام توجيهات في شكل إشارات بصرية أو سمعية أو لمسية لتوجيه عضو الطاقم إلى نقطة البداية. سيتمكن أعضاء الطاقم من تنشيط النظام بأنفسهم ، ولكن سيتمكن المشغل البعيد أيضًا من تشغيله إذا لزم الأمر.
وفقًا لـ Séamus Tuohy ، مدير أنظمة الفضاء في Draper ، فإن هذا النوع من تكنولوجيا العودة إلى الوطن هو تقدم في تكنولوجيا بدلة الفضاء التي تأخرت كثيرًا. “وقال: "إن بدلة الفضاء الحالية لا تحتوي على حل ملاحة أوتوماتيكي - فهي يدوية بحتة - وقد يمثل ذلك تحديًا لرواد الفضاء إذا كانوا في حالة طوارئ".
يمثل هذا النظام تحديات متعددة ، ليس أقلها أن يتعلق بأنظمة تحديد المواقع العالمية (GPS) ، والتي لا تتوفر ببساطة في الفضاء. يجب على النظام أيضًا حساب مسار العودة الأمثل الذي يراعي متطلبات الوقت واستهلاك الأكسجين والسلامة والتخليص. أخيرًا ، يجب أن يكون قادرًا على توجيه رائد فضاء مشوش (أو حتى فاقد الوعي) إلى قرابته الهوائية بشكل فعال. كما أوضح دودا:
"إن إعطاء رواد الفضاء إحساساً بالاتجاه والتوجه في الفضاء يشكل تحدياً لأنه لا توجد جاذبية ولا توجد طريقة سهلة لتحديد الطريقة التي تصعد وتنخفض. تعمل تقنيتنا على تحسين نجاح المهمة في الفضاء من خلال الحفاظ على سلامة الطاقم. "
الحلول ، فيما يتعلق بدودا وزملاؤه ، هي تزويد بدلات الفضاء المستقبلية بأجهزة استشعار يمكنها مراقبة حركة مرتديها وتسارعها وموقعها النسبي إلى جسم ثابت. وفقًا لبراءة الاختراع ، من المحتمل أن تكون هذه مركبة فضائية مدارية مصاحبة. كما ستتم برمجة وحدات الملاحة والتوجيه والتحكم لاستيعاب سيناريوهات مختلفة ، بدءًا من نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) إلى الملاحة بمساعدة الرؤية أو تتبع النجوم.
وقد طورت Draper أيضًا برمجيات ملكية للنظام الذي يدمج البيانات من أنظمة الملاحة القائمة على الرؤية والقصور الذاتي. سيستفيد النظام أيضًا من عمل الشركة الشامل في مجال التكنولوجيا القابلة للارتداء ، والتي لها أيضًا تطبيقات تجارية واسعة النطاق. من خلال تطوير بدلات الفضاء التي تسمح لمن يرتديها بالحصول على المزيد من البيانات من محيطهم ، فإنهم يجلبون تقنية الواقع المعزز إلى الفضاء بشكل فعال.
بالإضافة إلى استكشاف الفضاء ، تتوقع الشركة أيضًا تطبيقات لنظام الملاحة الخاص بها هنا في المنزل. وتشمل هذه المستجيبين الأوائل ورجال الإطفاء الذين يضطرون إلى التنقل عبر الغرف المليئة بالدخان ، وسائقي القفز بالمظلات الذين يسقطون نحو الأرض ، والغواصين الذين قد يصبحون مشوشين في المياه العميقة. حرفيا أي حالة قد تعتمد فيها الحياة والموت على عدم الضياع يمكن أن تستفيد من هذه التكنولوجيا.
