Inteligentne skafandry kosmiczne przystosowane do ekstremalnych warunków

Na Ziemi grawitacja jest siłą, z którą muszą zmagać się nasze ciała, dzięki czemu nasze komórki, kości i mięśnie pozostają silne. W trakcie długiego lotu kosmicznego w organizmie ludzkim zachodzą poważne zmiany. Ponieważ w warunkach mikrograwitacji nie trzeba chodzić, stać ani niczego podnosić, mięśnie wiotczeją. Ponadto układ krążenia nie pracuje odpowiednio ciężko, przez co płyny, takie jak krew, napływają z dolnych partii ciała do tułowia. Zwiększa się tętno i ciśnienie krwi.

W ramach finansowanego przez UE projektu "Smart technology for artificial muscle applications in space" (STAMAS) prowadzone są badania nad nowym rodzajem skafandra kosmicznego, który ma wywierać nacisk na całe ciało. W skafandrze zostaną zastosowane technologie monitorujące stan zdrowia i kondycję fizyczną astronauty i pomagające mu dbać o nie podczas misji kosmicznej. Badania są szeroko zakrojone i mają na celu udoskonalenie aktualnie stosowanych skafandrów oraz zaproponowanie nowych pomysłów.

Mówiąc dokładniej, badacze z projektu STAMAS przyglądają się nowoczesnym materiałom, takim jak stopy z pamięcią kształtu i polimery elektroaktywne, aby w oparciu wizję inteligentnego skafandra zbudować działające prototypy, odpowiednie dla astronautów. Polimery elektroaktywne zmieniają wielkość i kształt pod wpływem odpowiedniej zewnętrznej aktywacji elektrycznej, umożliwiają ruch i generują siłę. Stopy z pamięcią kształtu badano jako materiały, które mogą potencjalnie stanowić replikę naturalnych mięśni.

Przeprowadzono rozmowy ze specjalistami medycznymi i technicznymi, dzięki którym wyszczególniono wymagania dotyczące prac na pokładzie statku kosmicznego. Aby efektywnie wykorzystać aktualnie stosowaną technologię siłowników elektromechanicznych, nowe koncepcje sztucznych mięśni do skafandrów z biosprzężeniem zwrotnym przetestowano na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) oraz w przestrzeni kosmicznej.

W tym obszarze badań zostaną opracowane dwa urządzenia demonstracyjne: jeden do zbadania fizjologicznego pogarszania się stanu nóg wynikającego z działania mikrograwitacji, a drugi do zbadania zmęczenia rąk podczas prac wykonywanych w przestrzeni kosmicznej. Przetestowane w ten sposób urządzenia odegrają ważną rolę w branży kosmicznej, a ponadto mogą znaleźć zastosowanie na przykład w rehabilitacji.