Wie schwierig ist es, ins All zu reisen? Diese coolen Gadgets erleichtern den Astronauten den Ausstieg aus der Kabine

Mit welchen coolen Gadgets hat das Personal der Luft- und Raumfahrttechnik die Astronautencrew ausgestattet, um sie bei Außenbordeinsätzen zu unterstützen?

Mikroraumschiff + drahtloses WLAN

Der Extravehicular-Raumanzug ist ein bemanntes Miniatur-Raumfahrzeug, das nicht nur die lebenserhaltenden Anforderungen von Astronauten erfüllen, sondern auch Extravehicular-Bewegungen ermöglichen kann. Der für die Außenbordmission verwendete Raumanzug ist etwa zwei Meter hoch, verfügt über einen höheren technischen Inhalt als zuvor, flexiblere Gelenke und kann die Außenbordzeit länger aushalten – von den bisherigen vier Stunden auf acht Stunden. Der Helm des Raumanzugs ist mit einer Kamera ausgestattet, die den gesamten Ablauf der Außenbordeinsätze der Astronauten aufzeichnen kann.

Der Extravehicular Space Suit ist ein bemanntes Miniatur-Raumschiff

Anders als bei der Außenbordmission Shenzhou VII gibt es beim Verlassen des Raumschiffs durch die chinesischen Astronauten keine elektrische Nabelschnurverbindung mehr zwischen den Astronauten und der Kabine. Dies liegt daran, dass der Raumanzug für den Außenbordeinsatz über eine Sauerstoffversorgung sowie eine Temperatur- und Druckregelung verfügt, die die Belastung der Astronauten bei Außenbordeinsätzen verringert und ihren Aktionsradius erweitert und flexibler gestaltet.

Darüber hinaus werden die Astronauten nach dem Betreten der Raumstation eine WLAN-Umgebung an Bord einrichten, um die Kommunikation und Datenübertragung zwischen Boden und Weltraum zu erleichtern. Laut Tang Yi, stellvertretender Chefdesigner des Raumstationssystems an der China Academy of Space Technology, kann das Netzwerk in einem Umkreis von 40 Metern um die Raumstation gemeinsam genutzt werden.

Daher können Videobilder, Sprachanrufe, physiologische Parameter und andere Daten der Astronauten außerhalb der Kabine in Echtzeit an die Kabine und den Boden übertragen werden, was die Umständlichkeit kabelgebundener Geräte verringert und die Aktivitäten der Astronauten flexibler macht.

Weltraumroboterarm: eine spezielle „Halterung“ für Weltraumspaziergänge

Zhu Guangchen, stellvertretender Chefdesigner des Raumstationssystems, verglich die Raumstation einmal bildlich mit einem „Luxushaus“ mit drei Schlafzimmern, zwei Wohnzimmern und einem Abstellraum. Obwohl Luxushäuser komfortabel zum Wohnen sind, sind sie auch schwierig zu pflegen.

Außerhalb der Kabine befinden sich die Astronauten in einem Zustand der Schwerelosigkeit und können sich aufgrund der Druckbeaufschlagung ihrer Raumanzüge nur sehr schwer bewegen. Zu diesem Zweck haben Forscher eine spezielle „Halterung“ für Astronauten entwickelt – einen Weltraumroboterarm, der den Klettervorgang überflüssig macht und den Astronauten viel körperliche Energie spart. „Das Wichtigste ist, dass die Astronauten dadurch ihre Hände frei haben und sich sinnvolleren Aufgaben widmen können“, sagte Tang Yi.

Dieser Weltraumroboterarm, der sich wie ein Kompass bewegt, ist im ausgeklappten Zustand etwa 10 Meter lang. Es hat ein Gehirn – den zentralen Controller, zwei Füße (Hände) – den Endeffektor, 7 Gelenke, 7 Freiheitsgrade und einen schlanken Körper, ist aber ziemlich flexibel. Auf der Oberfläche jedes Moduls der Raumstation befinden sich viele kleine vertiefte Kreise. Dabei handelt es sich um die Zieladapter und auch um die Stellen, an denen die Roboterarme „Füße“ haben. Beim Gehen stellt der Roboterarm einen Fuß auf den Zieladapter und bewegt den anderen Fuß nach vorne. Nach dem Betreten eines anderen Zieladapters wird der Vorderfuß erneut bewegt.

„Man kann sagen, dass diese beiden Endeffektoren die Hände und Füße des jeweils anderen sind“, sagte Jing Zheng, stellvertretender Kommandant des Raumstationssystems. „An den Handgelenken, Händen und Füßen befinden sich Kameras. Während des Kriechvorgangs können sie Bilder von der Kühlvorrichtung, dem Andockmechanismus und den Solarmodulen außerhalb der Kabine aufnehmen. Kurz gesagt: Sie können den Zustand der Kabinenoberfläche überprüfen und überwachen.“

Am Handgelenk und an den Händen des Roboterarms sind Endeffektoren installiert.

Zum Thema „Halterungen“ erklärte Hou Yongqing, stellvertretender Chefingenieur des Raumstationssystems: „Wir haben ein Gerät namens Fußbegrenzer entwickelt, das ein bisschen wie das Skateboard ist, das wir zum Skifahren verwenden. Es ist am Roboterarm installiert, und die Leute stehen darauf und kriechen durch den Roboterarm zur vorgesehenen Position.“ Tang Yi fügte hinzu: „Der Fußbegrenzer kann durch Auf-den-Zehen-Gehen und Kraftausübung auf den linken und rechten Fuß eine Vorwärts- und Rückwärtsneigung sowie eine Neigung nach links und rechts erreichen.“

Chinesische Astronauten stehen beim Verlassen der Kabine auf Fußbegrenzern

Darüber hinaus kann der Weltraumroboterarm auch sich nähernde Raumfahrzeuge erfassen, Fracht von außen transportieren sowie Ausrüstung von außen zusammenbauen und reparieren. Es ist derzeit das intelligenteste raumgestützte Fertigungssystem in meinem Land. Tang Yi führte aus, dass der Roboterarm keine feinen Bewegungen wie das Anziehen von Schrauben ausführen könne, Menschen jedoch nicht in der Lage seien, große Lasten zu bewegen und zusammenzubauen. Durch die Kombination der beiden kann der Effekt 1+1>2 erzielt werden.

Weltraum-„Augen“: Außenbordaktivitäten in Echtzeit sichtbar

400 Kilometer über dem Boden schwebt der Raumstationskomplex im weiten Weltraum und die Kamera wird zum einzigen „Auge“ des Bodenpersonals. Der Temperaturunterschied von etwa 300 Grad Celsius, die Schwerelosigkeit im Vakuum und die starke Strahlungsumgebung machen das Überleben im Weltraum sehr riskant. Eine 24-Stunden-Überwachung ohne Unterbrechung gibt den Astronauten im Bedarfsfall eine Überlebenschance. Daher sind Weltraum-„Augen“ besonders wichtig.

Bei Außenbordeinsätzen der Astronauten ist die Raumstation zusätzlich zu den Kameras an ihren Raumanzügen mit einer Vielzahl von Kameras ausgestattet, um sicherzustellen, dass die Astronauten jederzeit und überall „gesehen“ werden können.

Besonders erwähnenswert ist die Panoramakamera mit „vier Augen“. Es verfügt über 4 Linsen in horizontaler Richtung, die horizontale 360-Grad- und vertikale 100-Grad-Panoramabilder erzeugen und Videobilder in Echtzeit zusammenfügen und ausgeben können.

Es gibt eine Art von Schönheit auf der Welt, die sich „mit dir den Sonnenaufgang und Sonnenuntergang beobachten“ nennt. Im Weltraum können Astronauten diesen wunderschönen Anblick 16 Mal am Tag erleben. Bei Panoramakameras ist das allerdings möglicherweise nicht gut, da die Sonne häufig in das Sichtfeld der Panoramakamera gelangt und das Bild dadurch überbelichtet wird. „Wir haben einen automatischen Belichtungsalgorithmus entwickelt, der sich an die offensichtlichen Lichtveränderungen in verschiedenen Szenen anpassen kann“, sagte Xu Qi.

Es wird berichtet, dass das Kernmodul mit 4 Panoramakameras ausgestattet ist. Der Vorgang des Astronautentransfers durch den Roboterarm kann auch am Boden durch eine Panoramakamera verfolgt werden. Bei jeder Außenbordmission hoben die Astronauten die Panoramakamera an, um einen besseren Blickwinkel zu haben.

Astronaut Tang Hongbo kriecht manuell zum Hebepunkt der Panoramakamera

Darüber hinaus wurde auch auf die Verteilung der Außenbeleuchtung und der Klettergeländer geachtet. Man kann sagen, dass die wissenschaftlichen Forscher an alles gedacht haben, was man sich vorstellen kann und was nicht.