طراحی لباس‌های فضایی آینده با اتصالات رباتیک

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما، پژوهشگران دانشگاه «تگزاس A&M» به رهبری «آنا دیاز آرتیلس» در حال توسعه یک فناوری رباتیک نرم هستند که می‌تواند لباس‌های فضایی آینده موسوم به «SmartSuit» را برای اکتشافات سیاره‌ای توسط فضانوردان، ایمن‌تر، راحت‌تر و کارآمدتر کند.
اگر قرار است انسان‌ها چیزی بیش از گردشگران فضایی باشند و فقط از پنجره‌های فضاپیما به بیرون نگاه نکنند، لباس‌های فضایی باید به روز شوند. امروزه فضانوردان دو نوع لباس فضایی استفاده می‌کنند. یکی از این لباس‌ها برای محافظت از خدمه در برابر کاهش فشار شدید ناشی از بلند شدن از زمین و پرتاب به فضا یا ورود مجدد به جو زمین طراحی شده است و لباس دیگر، لباس‌های فشار-کامل روسی و آمریکایی است که برای فعالیت‌های خارج از فضاپیما (EVA) استفاده می‌شود.

اگرچه برخی از لباس‌های اضطراری جدید توسط شرکت‌های "اسپیس‌ایکس" و "بوئینگ" ساخته شده‌اند، اما فناوری لباس فعالیت‌های خارج از فضاپیما (EVA) هنوز تقریبا از زمان قدم گذاشتن "نیل آرمسترانگ" و "باز آلدرین" بر کره ماه در سال ۱۹۶۹ تغییر چندانی نکرده است.

اکنون لباس‌های فضایی مدرن باید دارای قطعات قابل توجهی از تجهیزات باشند. اگرچه لباس‌های فضایی، حجیم به نظر می‌رسند، اما چیزی کم از یک فضاپیما به شکل بدن انسان نیستند. آن‌ها مانند یک فضاپیما، پوشنده خود را زنده نگه می‌دارند و در برابر خلاء، گرما، سرما و تشعشع کیهانی از فضانورد محافظت می‌کنند و حتی برخی از آن‌ها دارای سیستم پیشرانه برای حرکت و جابجایی آسان فضانورد هستند. علاوه بر همه اینها، قابلیت تحرک دارد.

اما نکته این است که لباس‌های فضایی هنوز تا زمانی که واقعا راحت یا کارآمد باشند، راه زیادی در پیش دارند. یکی از دلایل این است که لباس‌های فضایی باید حاوی هوای دارای فشار کافی باشند که متأسفانه این امر، فضانورد را به شکل یک بادکنک شبیه به ستاره دریایی تبدیل می‌کند که خم شدن و حرکت فضانورد را دشوار می‌کند.

برای غلبه بر این مشکل، قسمت مفاصل در لباس‌های فضایی از قسمت‌هایی با حجم ثابت تشکیل شده است. بدین ترتیب هنگامی که این قسمت‌های حلقه‌ای شکل خم می‌شوند، هوا از یک طرف به سمت دیگر منتقل می‌شود و به مفصل اجازه می‌دهد تا خم شود.

تا اینجا همه چیز خوب به نظر می‌رسد، اما این قسمت‌ها برای مفاصل فضانورد ناراحت کننده هستند، چرا که به محض اینکه مفصل فضانورد خم می‌شود و فضانورد دست از فشار آوردن می‌کشد، این قسمت‌ها می‌خواهند به حالت اولیه خود بازگردند.

حالا ایده محققان دانشگاه "تگزاس A&M" این است که این قسمت‌ها را با محرک‌های رباتیک نرم جایگزین کنند تا آن‌ها بیشترِ کار را انجام دهند. آن‌ها مفصل را در موقعیت مورد نظر نگه می‌دارند و لباس فضایی را برای فضانورد راحت‌تر و قابل تحمل‌تر می‌کنند.

در حال حاضر محققان در حال کار بر روی نمونه اولیه یک زانوی رباتیک و مدل‌سازی تحرک یک لباس استاندارد و یک بدن برهنه هستند. آن‌ها دریافتند که چنین محرک‌هایی می‌توانند کالری قابل توجهی را در طول یک ماموریت مریخی برای فضانورد ذخیره کنند و همچنین به فضانوردان اجازه دهند با تعریق کمتر کار کنند.

هدف نهایی، ادغام این محرک‌های رباتیک نرم در یک لباس کامل و خود ترمیم شونده با حسگر‌های یکپارچه است. این لباس جدید، "ضدفشار مکانیکی افزوده" (MCP) را فراهم می‌کند، یعنی فشار متقابل در مقابل پوشنده ایجاد می‌کند. این ویژگی به لباس اجازه می‌دهد تا با یک چهارم فشار هوای یک لباس فضایی معمولی کار کند که در نهایت نه تنها پوشیدن این لباس فضایی را راحت‌تر می‌کند، بلکه خطر بیماری‌های مربوط به کاهش فشار هوا را کاهش می‌دهد و همچنین نیاز به تنفس اکسیژن خالص قبل از پوشیدن لباس را کاهش می‌دهد.