長時間の深宇宙ミッションの生息地の設計

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キャプション:深宇宙のヒューマンミッションコンセプト用の統合型車両スタック。クレジット:NASA

どこに行くか、何をするか、どのように戻ってくるかなど、深宇宙を旅行するときに考慮すべきあらゆる種類の詳細があります。星の目をした夢想家は、人間をそのような環境に入れる実際的な現実を考慮に入れていないことが多いので、鋼の目をしたエンジニアは、靴下のペアがいくつ必要かなど、そのような任務の骨の折れる詳細を決定します。幸いなことに、NASAは鉄眼と星空の両方のエンジニアを雇用しており、彼らの研究は深宇宙探査の人間的側面について議論する興味深いレポートを生み出しました。

Johnson Space CenterのMichelle RuckerとShelby Thompsonによって書かれたこの論文は、深宇宙の人間探査機の最初の波を地球近くの小惑星(NEA)に運ぶ船の要件に焦点を当てています。チームは非常に基本的な要件のみを検討していることを強調し、このペーパーは、個々のサブシステムを設計するより専門的なチームが作業するための基礎を提供するだけです。

基本を開発するために、チームはいくつかの仮定を行わなければなりませんでした。これらの仮定は、NASAの将来の人間探査計画に関心のあるすべての人に明らかになっています。チームは、NEAへの380日間の往復ミッションを想定し、4人で乗員し、ミッションのわずか30日間を小惑星で過ごしました。彼らは、NASAでまだ開発中のさまざまなミッション固有の車両の利用可能性、および車両外活動を実行し、Orion乗組員モジュールとドッキングする能力を想定していました。それにもかかわらず、このような仮定は、設計プロセス全体で保持されている場合、エキサイティングなミッションにつながる可能性があります。


キャプション:クルーの輸送バッグに2週間分の服装。クレジット:NASA

想定に加えて、チームは長年の国際宇宙ステーションでの作業から得られた知識を活用し、旅行の期間に必要な粉末飲料のパケット数や歯磨き粉の量などの詳細を検討するのに役立ちました人は毎日宇宙で使用しています。これらの数値はすべて、クラフトの全体的な寸法を導き出すためにクランチされました。

これらのボリュームの合計は特大の宇宙船を生み出しましたが、チームはアクティビティの頻度と期間を評価して、競合することなく共通のボリュームを共有できる機能を特定し、合計ボリュームを24%削減しました。成長のために10%を追加した後、結果として得られる機能的な加圧体積は、関数全体に分布する最小268 cu m(9,464 cu ft)と計算されました。

これらの寸法により、合計で約280立方メートル(10,000立方フィート)の4階建ての構造になりました。 プロメテウス.


キャプション:概念的な深宇宙の生息地のレイアウト。クレジット:NASA / Michelle RuckerおよびShelby Thompson。

さまざまなサブシステムは、7つの異なるカテゴリに分類できます。最大のものは機器セクションで、宇宙船の22%を占めています。このスペースには、環境制御パネル、ナビゲーション、通信機器などが含まれます。しかし、設計者は推進システム、おそらくソーラー電気推進システム、および必要なすべての制御機器は取り付け可能なモジュールの一部であり、生息地の主な生活空間の一部を構成しないと考えました。

ミッション作戦と宇宙船作戦は、居住可能スペースの次に大きいチャンクを構成し、それぞれが20%でクロックインします。これらの領域は、まだ定義されていないミッション固有のタスクと、基本的なメンテナンスや修理など、生息地がどのタイプのミッションで起動されるかに関係なく必要な一般的なタスクのために予約されています。

船の居住者の心理的およびプライバシーのニーズに多くの配慮がなされたため、居住可能スペース全体の約30%が船内の人々のケアに充てられ、18%が「個人」ケアに、12%が「グループ」ケアに行く。


キャプション:概念的な深宇宙の生息地モジュールのグループ生活と運用領域。クレジット:NASA / Michelle RuckerおよびShelby Thompson。

個別ケアには、ベッド、全身洗浄、トイレなどの基本が含まれます。グループケアは、食堂、食事の準備、会議エリアなど、複数の人が参加する活動に適しています。ボード上の領域の最後の2%は、「緊急時」の計画に割り当てられました。設計チームは、客室の減圧、乗員の死亡、またはその他の予期せぬ災害に対処することを主な目的とするスペースを使用する必要がないことを望んでいるため、その名前にぴったり合います。また、日射イベントの間、乗組員が避難するための生息地の内部にシールドエリアがあります。

基本がレイアウトされたので、サブシステムの次の要件セットを開発するのはスペシャリストチームの責任です。最終的な設計は、計算と再計算、設計と再設計の長く反復的なプロセスを経て初めて完成します。チームが頑張っており、宇宙機関が小惑星への深い宇宙ミッションを開発するための十分な資金を受け取っていると仮定すると、NASAの詳細志向のエンジニアは、どこでも夢想家が得ることができる人間の宇宙探査の次のステップで使用する非常に柔軟な生息地モジュールを開発しますにわくわくする。

出典:NASAテクニカルレポート:長期にわたる生息地の開発、深宇宙ミッション

Andy Tomaswick、宇宙科学とテクノロジーをフォローする電気技師。

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