आर्टेमिस मिशन के लिए AxEMU चंद्र स्पेससूट घटक प्रस्तुत किया गया

अवधारणा और नासा की भूमिका

AxEMU को अगली पीढ़ी का पहला ग्रह स्पेससूट बताया गया है, जो अपनी मजबूती और गतिशीलता के मापदंडों पर अपने कक्षीय समकक्षों से बेहतर है। हालांकि, इसमें मौलिक इंजीनियरिंग सफलताएं अपेक्षित नहीं हैं, क्योंकि AxEMU मौजूदा तकनीकों को चंद्र वातावरण की स्थितियों के अनुकूल बनाने पर आधारित है। नासा ने जानबूझकर मुख्य डिजाइनर की भूमिका से पीछे हटने का फैसला किया है, और सामान्य अवधारणा के ग्राहक के रूप में कार्य कर रहा है। यह दृष्टिकोण परिवर्तन, जिसे xEVAS (एक्सप्लोरेशन एक्स्ट्राव्हीकुलर एक्टिविटी सर्विसेज) सेवा मॉडल में закрепित किया गया है, डिजाइन और विनिर्माण को निजी ठेकेदारों को सौंपता है, जिनमें एक्सिओम स्पेस प्रमुख भूमिका निभाता है।

एक्सिओम स्पेस की रणनीति

एक्सिओम के लिए यह अनुबंध पृथ्वी के निकट बुनियादी ढांचे पर एकाधिकार स्थापित करने की व्यापक रणनीति का हिस्सा है। कंपनी पहले से ही वाणिज्यिक मॉड्यूल जारी कर रही है, जिसमें ऊर्जा AxPPTM और आवास AxH1 शामिल हैं, जिन्हें पहले आईएसएस से जोड़ा जाएगा और फिर एक स्वतंत्र निजी स्टेशन बनाएगा। चंद्र स्पेससूट AxEMU को एक एकीकृत तकनीकी आधार के रूप में उपयोग करते हुए, एक्सिओम के इंजीनियर पृथ्वी की कक्षा में उपयोग के लिए इसके हल्के संस्करण को संशोधित कर रहे हैं। इस प्रकार, अनुबंध प्रदान करके, नासा वास्तव में एक व्यापक पारिस्थितिकी तंत्र के निर्माण को सह-वित्तपोषित कर रहा है, जहां एक ही ठेकेदार वाणिज्यिक स्टेशन और स्पेससूट के रखरखाव दोनों के लिए जिम्मेदार है।

AxEMU का इंजीनियरिंग रूढ़िवाद

AxEMU में नई सामग्री, मौलिक रूप से अलग शीतलन योजनाएं या मांसपेशियों के भार का सक्रिय मुआवजा जैसी कोई क्रांतिकारी नवीनता नहीं है। यह xEVAS मॉडल के कारण है: एक कंपनी जिसके पास पहले अंतरिक्ष स्पेससूट बनाने का अनुभव नहीं था, वह निश्चित लागत वाले अनुबंध के तहत चार वर्षों में क्रांतिकारी उत्पाद नहीं बना सकती थी। नासा ने समय पर एक कार्यात्मक उत्पाद सुनिश्चित करने के लिए जानबूझकर इंजीनियरिंग रूढ़िवाद चुना। AxEMU पचास वर्षों में विकसित तत्वों का एक तर्कसंगत संयोजन है, जिसमें 'ओरलान' से पीठ प्रवेश द्वार, xEMU से बेयरिंग और अपोलो से सबलाइमेटर शामिल हैं।

पुराने उपकरणों की समस्याओं का समाधान

आर्टेमिस-3 मिशन के लिए AxEMU प्रणाली पर स्विच करना केवल मॉडल बदलना नहीं है, बल्कि पुराने अमेरिकी EMU स्पेससूटों के रखरखाव से जुड़ी समस्याओं को दूर करने का प्रयास है, जिनका आईएसएस पर जीवनकाल पचास साल से अधिक हो गया है। घटकों का महत्वपूर्ण घिसाव लाइफ सपोर्ट सिस्टम में छिपी हुई खराबी का नियमित पता लगाने का कारण बनता है, जिससे अक्सर नियोजित बाहरी अंतरिक्ष गतिविधियों को रद्द और पुनर्निर्धारित करना पड़ता है। अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर काम करने के अनुभव से पता चला है कि मरम्मत की लागत अक्सर लंबे समय तक रहने के लाभों से अधिक होती है।

रूसी समकक्षों से तुलना

अंतरिक्ष यात्री माइक बैरेट ने रूसी 'ओरलान' प्रकार के स्पेससूट की तुलना एक विश्वसनीय पुरानी एसयूवी से की, जहां किसी भी हिस्से को मानक उपकरण से सर्विस किया जा सकता है। पश्चिमी विकास इस सबक को मॉड्यूलरिटी के माध्यम से ध्यान में रखने का प्रयास करते हैं, हालांकि एक्सिओम स्पेस की लाइफ सपोर्ट सिस्टम की तकनीकी जटिलता अत्यधिक बनी हुई है, जो व्यापक चंद्र धूल प्रदूषण की स्थिति में एक महत्वपूर्ण कारक बन सकती है।

प्रवेश वास्तुकला और संतुलन की समस्याएं

कक्षीय पूर्ववर्तियों से AxEMU का मुख्य संरचनात्मक अंतर पीठ से स्पेससूट में प्रवेश करने की योजना है, पारंपरिक अमेरिकी प्रणालियों के विपरीत जो कमर बेल्ट रिलीज का उपयोग करती हैं। पुरानी प्रणालियों की वास्तुकला, जिसमें संलग्न नरम तत्वों वाला एक कठोर कोकून होता है, धड़ की गति और अंतरिक्ष यात्री के झुकाव को गंभीर रूप से सीमित करती है, जो ग्रह मिशनों के लिए महत्वपूर्ण है। AxEMU में, बैकपैक, जो एक स्वायत्त लाइफ सपोर्ट सिस्टम है, एक सीलबंद प्रवेश द्वार के रूप में कार्य करता है, जिससे चालक दल को अनिवार्य रूप से कठोर फ्रेम के अंदर 'चढ़ना' पड़ता है।

पीठ से प्रवेश की योजना एक्सिओम का आविष्कार नहीं है, क्योंकि इसका उपयोग 1977 से रूसी 'ओरलान' स्पेससूटों में किया जा रहा है। एक्सिओम का इंजीनियरिंग योगदान कमर से बैकपैक पर जंक्शन नोड को स्थानांतरित करना और वाणिज्यिक उत्पादन के लिए कठोर खोल को अनुकूलित करना है। हालांकि, 61 किलोग्राम वजन वाला विशाल बैकपैक एकीकृत करने से एक गंभीर समस्या उत्पन्न होती है - गुरुत्वाकर्षण केंद्र का महत्वपूर्ण विस्थापन। चंद्र परिस्थितियों में, जहां गुरुत्वाकर्षण पृथ्वी के छठे हिस्से के बराबर है, यह वजन द्रव्यमान केंद्र को ऊपर और पीछे की ओर स्थानांतरित करता है। केट रूबिन्स पुष्टि करती हैं कि किसी भी गति पर, बैकपैक व्यक्ति को गिराने की कोशिश करेगा, और आगे भार लगाना समस्या को और बढ़ा देगा।

बायोमैकेनिकल कठिनाइयाँ और द्रव्यमान

किसी भी प्राकृतिक गति को एक जटिल बायोमैकेनिकल चुनौती में बदल दिया जाता है, जिसके लिए मस्तिष्क को जड़ता के कारण गिरने से बचने के लिए मांसपेशियों को компенस करने वाले सूक्ष्म आदेशों की एक श्रृंखला प्रसारित करने की आवश्यकता होती है। संरचना का कुल वजन 136 किलोग्राम से अधिक है (कुछ अनौपचारिक अनुमानों के अनुसार 180 किलोग्राम से अधिक), जो इसे चलने के लिए कपड़े के बजाय एक भारी यांत्रिक हथियार बनाता है। AxEMU में सबसे उल्लेखनीय तकनीकी सुधार प्रमुख जोड़ों में उन्नत टोरॉइडल बेयरिंग हैं। वे लगातार आंतरिक आयतन को बनाए रखते हैं, जिससे स्पेससूट के खंड स्वतंत्र रूप से घूम सकते हैं, जैसा कि 'अपोलो' स्पेससूटों में नहीं होता था, जहां रबर सिलफन और स्टील के तार हर गति का प्रतिरोध करते थे।

परीक्षणों का अनुभव और सीमाएं

टोरॉइडल बेयरिंग की मूल तकनीक को 2019 में नासा ने अपने xEMU कार्यक्रम के हिस्से के रूप में विकसित किया था, लेकिन देरी के कारण अनुबंध 2022 में एक्सिओम स्पेस को सौंप दिया गया था। केट रूबिन्स द्वारा किए गए प्रोटोटाइप के वास्तविक परीक्षणों से पता चला है कि हालांकि स्पेससूट पुरानी मॉडलों से बेहतर हैं, वे वर्तमान में 'बहुत अच्छे नहीं हैं', और उनमें 'लचीलेपन की कई समस्याएं' बनी हुई हैं। रूबिन्स यह भी चेतावनी देती हैं कि विस्थापित गुरुत्वाकर्षण केंद्र के कारण लोग गिरेंगे।

भले ही चंद्रमा पर स्पेससूट का वजन लगभग 23 किलोग्राम होगा, इसकी जड़त्वीय विशेषताएं उच्च बनी रहेंगी। इसके लिए रुकने या दिशा बदलने के लिए स्थिरीकरण मांसपेशियों के महत्वपूर्ण प्रयास की आवश्यकता होती है। रूबिन्स इस बात पर जोर देती हैं कि मुख्य भार पैरों की मांसपेशियों पर पड़ता है। आईएसएस के विपरीत, जहां गति अक्सर हाथों पर निर्भर करती है, चंद्रमा पर शोधकर्ता प्राकृतिक गति विधियों पर लौटता है, लेकिन अत्यंत अप्राकृतिक परिस्थितियों में। थर्मोबैरोमीटरों में कुल संचयी समय 700 घंटे से अधिक है, हालांकि हाइड्रोलैबरेटरी वास्तविक गतिशीलता को पूरी तरह से पुन: उत्पन्न नहीं कर सकती है, क्योंकि पानी बैकपैक के जड़त्वीय झटकों को अवशोषित करता है।

शारीरिक तनाव और ध्रुव की स्थितियाँ

केट रूबिन्स द्रव्यमान के वास्तविक सदिशों का आकलन करने के लिए परवलयिक उड़ानों के संचालन पर जोर देती हैं। इसके अलावा, वह जबरदस्त शारीरिक तनाव के बारे में चेतावनी देती हैं: आईएसएस पर स्पेससूट में काम करना मैराथन के समान है, और चंद्रमा पर तनाव अधिक होगा। अंतरिक्ष यात्रियों को प्रतिदिन 8-9 घंटे सतह पर बाहर निकलना होगा, जिससे 'चरम शारीरिक तनाव' होगा। परीक्षक नमूने एकत्र करते समय संतुलन बनाए रखने के लिए ट्रेकिंग पोल जैसे सहायक उपकरणों का उपयोग करना आवश्यक मानते हैं। बाहर निकलने की अवधि नौ घंटे तक हो सकती है, जिससे तनाव होता है, क्योंकि मामूली असुविधा भी कोर्टिसोल के स्तर को बढ़ाती है। चंद्रमा के दक्षिणी ध्रुव पर, अंतरिक्ष यात्री चरम तापमान भिन्नताओं का सामना करता है - गहरी छाया में माइनस 170 डिग्री सेल्सियस से लेकर सूर्य के नीचे प्लस 127 डिग्री तक। आर्टेमिस उत्पादों में थर्मोरेगुलेशन के लिए शरीर पर पहने गए जालीदार समग्र के माध्यम से तरल शीतलन का उपयोग किया जाता है।