우주 비행사의 아르테미스 세대를 위한 차세대 우주복

우주 비행사의 아르테미스 세대를 위한 차세대 우주복

언뜻 보기에 Artemis 임무에 착용될 NASA의 새로운 우주복은 오늘날 국제 우주 정거장 밖에서 우주 유영을 위해 우주비행사들이 사용하는 우주복처럼 보일 수도 있다. 그러나 21세기의 moonwalkers들은 아폴로 프로그램 이전에 시작된 기술 발전의 진보 덕분에 전임자보다 훨씬 더 복잡한 작업을 수행할 수 있을 것이다.

Exploration EMU (xEMU) Development Unit.  Computer-aided design (CAD) graphic rendering front left view.  The xEMU is an improved design for increased mobility necessary for the Artemis program.  The xEMU project patch which will eventually be replaced with the EVA patch. - NASA

우주복은 인간 우주 탐사의 전형적인 아이콘 일뿐만 아니라, 가혹한 우주 환경과 지구와 대기가 제공하는 기본 자원으로부터의 모든 보호를 모방하는 개인화된 우주선이기도 합니다. 

Artemis 임무에서 착용할 새로운 슈트는 간단히 탐험 외 이동성 유닛 (Exploration Extravehicular Mobility Unit) 또는 xEMU라고 합니다. 그것의 역사는 공학 진화의 이야기로, 수성(Mercury) 우주복으로 거슬러 올라갑니다. 수성(Mercury) 우주복은 해군의 고고도 비행복을 업그레이드했습니다. 다음 달의 moonwalkers들이 아르테미스 임무에 착용할 수 있는 슈트에 대한 21세기 업그레이드의 런다운이 있습니다.

안전 제일

안전은 항상 인간 임무의 최우선 과제이며, 아폴로 탐험가들과 최근의 로봇 임무 덕분에 우리는 그 어느 때보다 달의 환경에 대해 더 많이 알고 있습니다. 아폴로 11호까지 달의 토양에 대한 가장 큰 우려는 착륙선이나 우주비행사의 무게를 지탱할 수 없다는 것이었다. 이제 우리는 토양이 작은 유리 같은 파편들로 구성되어 있다는 것이 더 큰 위험이 있다는 것을 알고 있습니다. 그래서 이 새로운 슈트에는 슈트의 생명 유지 시스템이나 다른 우주선의 흡입이나 오염을 방지하기 위해 먼지에 견딜 수 있는 특징(방진 특징)들이 있습니다. 이 슈트는 또한 그늘에서 화씨 영하 250도, 태양에서 최대 250도의 극한의 온도를 견딜 수 있도록 제작되었습니다.

휴대용 생명 유지 시스템은 우주 비행사가 우주 왕복선에서 착용하는 익숙한 배낭으로, 우주복의 힘과 호흡 가능한 공기를 수용하고, 우주복에서 배출되는 이산화탄소와 다른 독성 가스, 악취 및 수분을 제거합니다. 또한 온도를 조절하고 전반적인 슈트 성능을 모니터링하여 리소스가 부족하거나 시스템 오류가 있는 경우 경고를 표시합니다. 전자 및 배관 시스템의 소형화로 인해 시스템의 대부분을 위해 복제본을 만들 수 있게 되어 일부 오류에 대한 우려가 줄어들었습니다. 복제는 안전성을 높이고 우주 유영 기간을 늘릴 수도 있습니다.

발전된 이동성 및 통신

우주비행사 해리슨 슈미트는 달에서 뭔가를 집어 들다가 비틀거린다. xEMU 디자인은 달에서 작업할 아르테미스 우주 비행사들에게 더 큰 이동성을 제공합니다. - NASA

아르테미스 우주비행사들은 새로운 우주복의 이동성 향상으로 그 어느 때보다 더 민첩해질 것입니다. Bunny-hopping 아폴로 우주비행사들은 보기에 재미있지만, 그렇게 돌아다니는데 필요한 노력은 NASA가 집에서 250,000 마일 떨어진 탐험가들이 원했던 것보다 많았습니다. 가압우주복은 우주 비행사의 이동성을 가능하게 하고 극한의 온도, 방사선, 마이크로 메테오로이드 및 대기압 감소를 포함한 외부 환경으로부터 몸을 보호하는 우주복의 인간 모양의 부분입니다. 가압우주복의 주요 구성 요소는 상체, 헬멧, 하체 및 냉각 의복입니다.

새로운 하반신에는 엉덩이에서 굽힘과 회전을 가능하게 하는 고급 재료와 조인트 베어링, 무릎에서의 굽힘 증가, 유연한 밑창이 있는 하이킹 스타일의 부츠가 포함됩니다. 상반신의 업데이트된 어깨 배치 외에도, 다른 어깨 강화는 우주 비행사들이 팔을 더 자유롭게 움직이고, 쉽게 머리 위로 물건을 들어올리거나 가압 슈트를 통해 몸을 가로질러 도달할 수 있게 해줍니다. 아폴로 어깨 이동성은 어깨를 위아래로 움직이기 위한 기계적 이점을 제공하지만 관절을 회전시키는 능력을 제한하는 케이블 풀리가 있는 직물의 주름에 의해 가능해졌습니다. 새로운 어깨는 완전한 이동에 필요한 노력을 최소화하고, 어깨에서 손목까지 팔을 완전히 회전시킬 수 있는 베어링을 포함합니다.

헬멧 내부에서 NASA는 통신 시스템을 재 설계했습니다. 오늘날 사용되는 슈트의 헤드셋("스누피 캡"이라고도 함)은 헬멧 안에서 땀을 흘리고 불편해질 수 있으며, 마이크가 우주 비행사의 움직임과 항상 잘 일치하지 않습니다. 새로운 오디오 시스템에는 상반신 내부에 내장된 여러 음성 활성화 마이크가 포함되어있어 동료 우주 비행사, 게이트웨이에 탑승한 승무원 및 휴스턴의 미션 컨트롤과 대화할 때 자동으로 우주 비행사의 음성을 포착합니다. 그래서 달 탐사선에는 더 이상 스누피 캡이 없습니다!

우주 비행사는 우주 유영 중에도 최대 흡수를 위해 상업용 제품을 결합한 기저귀 같은 옷을 입을 것입니다. 우주 탐험가들은 일반적으로 그것을 사용하지 않는 것을 선호하지만, 우주 유영 중에 여러 시간 동안 입고 있어야 하는 경우가 있습니다.

여러 목적을 위한 모듈식 및 진화

새로운 슈트는 미세 중력 또는 행성 표면에서 우주 유영을 위해 구성 될 수 있는 상호 교체 가능한 부품으로 설계되었습니다. 국제 우주 정거장, 달 궤도에 있는 게이트웨이, 달 또는 화성에도 동일한 코어 시스템이 사용될 수 있습니다. 이산화탄소가 풍부한 환경에서 생명 유지 기능을위한 추가 기술과 화성 겨울에는 승무원을 따뜻하게 유지하고 여름철에는 과열을 방지하기 위해 수정 된 겉옷을 포함하여 화성 환경의 차이로 업그레이드 할 수 있습니다.

개선된 슈트 디자인의 새로운 특징은 리어 엔트리 해치입니다. 우주 비행사는 수트의 뒤쪽에서 우주복으로 올라갈 수 있으며, 이로 인해 이 슈트는 현재 사용중인 우주복보다 더 가까이에 단단한 상체의 어깨 요소가 될 수 있습니다. 개선된 어깨 배치는 이동성을 증가시키고 더 나은 착용감을 제공하는 동시에 어깨 부상의 위험을 감소시킵니다.

바지와 부츠를 포함한 하반신은 부분 중력에서 이동성을 수용하기 위해 현재의 슈트에서 수정 될 것입니다. 우주에 떠있는 우주 비행사는 행성 표면에서 로버를 걷거나 운전하는 것만큼 다리나 발을 사용할 필요가 없기 때문입니다.

아르테미스 임무에 적합한 헬멧에는 퀵 스왑 보호 바이저가 있습니다. 투명 보호 바이저는 가압된 기포를 마모 및 찢어짐으로부터 보호하고 행성체의 거친 먼지로 인한 긁힘등으로부터 보호하는 희생적인 방패입니다. 퀵 스왑 기능은 우주 비행사들이 수리를 위해 헬멧 전체를 지구로 보내는 대신 우주 유영 전후에 바이저를 교체 할 수 있음을 의미합니다.

인체 측정법 및 생체 역학을 통한 맞춤형 맞춤

이 렌더링은 xEMU 상반신을 가진 우주 비행사의 디지털 적합성 테스트를 보여줍니다. - NASA

NASA의 Johnson Space Center에 있는 인류학 및 생체 역학 시설에서 우주 비행사는 우주 유영 중에 예상되는 기본 동작과 자세를 수행하면서 전신 3D 스캔을 받습니다. 완벽한 3D 애니메이션 모델을 통해 NASA는 우주 비행사를 가장 편안하고 광범위한 동작을 제공하는 모듈식 우주복 구성 요소와 일치시킬 수 있으며, 우주복이 몸에 닿을 수있는 피부 자극 가능성을 줄일 수 있습니다.

달 남극으로 가는 우주복

우주 여행은 만만하지 않습니다. 우주복 발전의 도약에 관계없이 우주 비행사는 여전히 자신의 개인 우주복을 착용하면서 복잡한 과학 및 운영 활동을 수행해야 합니다. 지구에서 연습하는 것은 도움이 되지만, 중력, 압력 및 환경 노출의 차이는 지상에서 실제로 재현하기 어렵습니다.

2024 년 첫 여성과 다음 남성이 달의 남극에서 발을 딛기 전에 NASA는 우주 비행 환경에서 국제 우주 정거장에서 새로운 수트와 몇 가지 구성 요소를 테스트하여 전반적인 성능을 확인합니다.

NASA는 Artemis III 임무의 일환으로 2024년에 달 표면으로의 첫 번째 여행을 위한 초기 우주복을 만들고 인증할 준비가 되어 있습니다. Artemis III 이후, 기관은 비행 및 훈련 우주복 및 관련 하드웨어의 생산, 조립, 테스트, 유지 보수에 대한 책임을 미국 산업으로 전환할 계획입니다.

출처 :  NASA