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 STAMAS (Smart technology for artificial muscle applications in space) podjęto badania nad nowym rodzajem skafandra kosmicznego, mającym 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 były szeroko zakrojone i miały na celu udoskonalenie aktualnie stosowanych skafandrów oraz zaproponowanie nowych pomysłów. Mówiąc dokładniej, badacze z projektu STAMAS przyjrzeli się nowoczesnym materiałom, takim jak stopy z pamięcią kształtu i polimery elektroaktywne, aby w oparciu o wizję inteligentnego skafandra zbudować działające prototypy, odpowiednie dla astronautów. Polimery elektroaktywne zmieniają wielkość i kształt pod wpływem odpowiedniej zewnętrznej aktywacji elektrycznej oraz umożliwiają ruch i generują siłę. Stopy z pamięcią kształtu badano jako materiały, które mogą potencjalnie stanowić replikę naturalnych mięśni. Przeprowadzono rozmowy ze specjalistami z dziedziny medycyny i technologii, 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). Zbudowano dwa urządzenia demonstracyjne: jedno do badania fizjologicznego pogarszania się kondycji nóg wynikającego z działania mikrograwitacji, a drugie do badania zmęczenia rąk podczas prac wykonywanych w przestrzeni kosmicznej. Urządzenia te przyczynią się do pobudzenia rozwoju przemysłu kosmicznego i mogą też znaleźć zastosowania w naziemnej rehabilitacji oraz jako pomoc osobom niepełnosprawnym o ograniczonej mobilności.
Słowa kluczowe
Skafander kosmiczny, astronauta, STAMAS, sztuczny mięsień, stopy z pamięcią kształtu, polimery elektroaktywne
