Ruimtetools: Uit de plank, op de shuttle

Niets is gemakkelijk in de ruimte.

Stel je voor dat je probeert om een ​​kitpistool te gebruiken terwijl je hockeyhandschoenen draagt ​​en dobbert in zwaartekracht. Nu factor in extreme temperaturen, variërend van 150 graden onder nul tot 150 graden Fahrenheit.

Dat is precies wat astronauten moeten doen wanneer ze reparaties moeten uitvoeren aan het internationale ruimtestation, de Hubble-ruimtetelescoop of mogelijk de vleugels van een spaceshuttle.

Gelukkig is er een heel team van ingenieurs in het Goddard Space Flight Center die gereedschappen en gadgets bouwen die astronauten kunnen gebruiken als eenvoudig in de ruimte zoals ze dat in hun garage zouden kunnen doen. Dat is waar Johnson Space Center-ambtenaren zich keerden toen ze besloten dat ze wat nieuwe tools nodig hadden die ze hadden ontwikkeld voor hun astronauten voor gebruik tijdens de Return to Flight-missie.

Voor Return to Flight werkten de EVA-werktuigkundigen van Goddard, het onderzoekscentrum van Langley en JSC samen om gereedschappen te ontwikkelen voor gebruik in het geval dat een van de versterkte koolstof-koolstoftegels aan de voorkant van de shuttle beschadigd is.

Kort op tijd, de ingenieurs wenden zich tot commercieel beschikbare tools die kunnen worden aangepast voor de ruimte. Een daarvan is een handheld infraroodcamera die wordt gebruikt om de tegels te scannen op scheurtjes. De andere is een handzame temperatuursensor - zowel de vleugel als het reparatiemateriaal moeten op de juiste temperatuur zijn om een ​​degelijke reparatie uit te voeren.

"Wanneer we met zoiets kunnen beginnen, maakt het ons werk gemakkelijker", aldus Russell L. Werneth, Goddard EVA-manager voor de Hubble Space Telescope en Shuttle Return to Flight.

Cherry picking uit een winkel maakt niet alleen de taak eenvoudiger, het helpt de ontwikkelingsfase van de tool te verkorten en maakt meer testen mogelijk.

"Je hebt geen tijd om het wiel opnieuw uit te vinden", zegt William Majette van Swales Aerospace die de Return to Flight-tools heeft helpen ontwikkelen. "De tijd is beter besteed aan het aantonen dat de tool werkt."

Hoewel deze tools commercieel verkrijgbaar zijn, zul je ze niet in je buurtwinkel vinden, zegt Werneth. "We hebben de onze bij een industriële hardware-outlet."

Naast deze twee tools, heeft Werneth drie teambeambten ontwikkeld voor deze missie. Medewerkers van de bemanning zijn apparaten waarmee astronauten eerder ontwikkelde gereedschappen kunnen gebruiken.

Om een ​​tegelreparatie te maken, moesten de astronauten een hele reeks gereedschappen meenemen - troffels, schrapers, infraroodcamera, thermische sensor en kitpistool om er maar een paar te noemen - om het werk te doen.

"Ze moeten deze allemaal veilig naar de werkplek brengen, dus we hebben ze een 'gereedschapstas' gemaakt," zegt Werneth. "Eigenlijk is het meer een doos, het klapt op en kan worden opgeborgen in de mid-deck locker van de shuttle en astronauten kunnen het vullen met gereedschap voor welke taak dan ook. Dus het lijkt op een eenvoudige doos of tas om gereedschap te dragen, maar het heeft de extra thermische en belastingsbescherming. "

De andere twee zijn voor als het gereedschap uit de tas wordt gehaald. De ene is vergelijkbaar met het gehemelte van een kunstenaar en bevat het patchmateriaal voor het repareren van scheuren in de tegels.

"Het is een handpeddel - ongeveer zo groot als een pingpongpeddel", zegt Werneth. "Het is een heel eenvoudig apparaat, maar vanuit technisch oogpunt moest het op de juiste temperatuur blijven, zodat het geen warmte aan het materiaal toevoegt of aftrekt."

De paddle heeft hittegevoelige tape zodat de astronaut weet dat het materiaal op de juiste temperatuur is om een ​​goede fix te maken.

De laatste hulp van de bemanning, genaamd de aangepaste opbergcaddy voor minigereedschap (MMWS), is misschien wel de belangrijkste. Geen van de andere tools is goed als ze weg zweven van de gebruiker, maar de MMWS zorgt ervoor dat dit niet kan gebeuren. Het is in wezen een gereedschapsriem ontworpen voor eenvoudig ruimtegebruik - het wikkelt zich om de astronaut en heeft intrekbare touwen met clips die aan het gereedschap worden bevestigd.

Hoewel het gebruik van een commercieel verkrijgbaar product het ontwerpen van het gereedschap eenvoudiger maakt, zijn gereedschappen die voor gebruik op aarde zijn gemaakt, niet altijd bestand tegen de ontberingen van de ruimte.

In het geval van de thermische sensor vonden de technici dat het sondeermechanisme niet goed werkte in een vacuüm, dus moest het worden aangepast om de juiste temperatuur te kunnen aflezen.

Extreem hoge en lage temperaturen zijn ook tests die elk gereedschap moet doorstaan.

"De meeste commerciële units gaan in het warme bereik, maar niet zo koud als we zouden willen," zegt Majette.

De meeste draden en andere elektronica moeten worden verwisseld om de extreme temperaturen en vacuümomstandigheden aan te kunnen.

"We veranderen de circuits, in veel gevallen heeft een tool meer functies of displays dan wat we nodig hebben", zegt Werneth. "We willen de extra verwijderen om het risico op falen te verminderen."

Ook moet de behuizing sterk genoeg zijn zodat deze geen schade oploopt tijdens het opstijgen of landen.

Uiteindelijk moet elk stuk gereedschap de zwaarste test ondergaan voordat het op de shuttle wordt geplaatst - het "ok" krijgen van de astronauten zelf. De gereedschappen moeten gemakkelijk manoeuvreerbaar zijn bij het dragen van omvangrijke handschoenen, zegt Majette, en ze moeten in staat zijn om alle schakelaars om te draaien en op alle knoppen te drukken.

"We maken een plastic model en presenteren het aan de bemanning," zegt Werneth. "De bemanning is daadwerkelijk naar de ruimte geweest en heeft ruimtewandelingen gemaakt, dus ze hebben altijd persoonlijke voorkeuren of redenen om betere ontwerpen te bedenken. We kunnen ze testen op 1G of onder water, maar we krijgen altijd de mening van de bemanning - zij" opnieuw de echte gebruikers. "

De meeste van deze gereedschappen zijn ontwikkeld om de storingen te verhelpen die gepaard gaan met de explosie van de spaceshuttle Columbia. Terwijl de meeste ingenieurs opgewonden raken om hun gereedschap in gebruik te zien, voelen de ontwerpers van deze specifieke partij zich heel anders.

"Als onderdeel van het NASA-team voor Return to Flight zijn we er allemaal trots op dat we een rol hebben gespeeld in de missie," zegt Werneth. "Maar tegelijkertijd hebben we hulpmiddelen aan de astronauten geleverd waarvan we hopen dat ze ze nooit zullen gebruiken."

  • NASA repareren: volledige dekking van de Space Shuttle Terug naar de vlucht