Den här bilden visar undervattenstestningen av en preliminär luftslussdesign konstruerad av det franska företaget Comex för Airbus. Modellen testades under vattnet vid Comex anläggningar i Marseille, Frankrike för att simulera rymdens viktlöshet. Kredit:European Space Agency
Montering av en ny beboelig struktur nära månen, känd som Gateway, är planerad att påbörjas 2023. Det internationella projektet kommer att tillåta människor att utforska längre än någonsin tidigare och det ger nya möjligheter för europeisk design i rymden.
I slutet av 2018, ESA gav två konsortier i uppdrag – ett ledd av Airbus och det andra av Thales Alenia Space – att genomföra parallella studier av utformningen av en vetenskaplig luftsluss. På samma sätt som den japanska experimentmodulen Kibo på den internationella rymdstationen, denna luftsluss kommer att tillåta att vetenskapliga experiment överförs från porten till och från yttre rymden.
Den vetenskapliga luftslussen utgör en del av en europeisk modul kallad ESPRIT – en modul som även kommer att möjliggöra tankning och tillhandahålla telekommunikation med månen och jorden.
Även om det fortfarande är mycket tidiga dagar för ESPRIT-utvecklingen, ESA-astronauten Jean-François Clervoy och ESA-astronauttränaren Hervé Stevenin fick nyligen möjlighet att komma igång med ett luftslusskoncept i Marseille, Frankrike och se hur detta kan fungera i rymden.
Arbeta under vattnet
Designad och konstruerad av det franska företaget Comex för Airbus, mockupen av ESPRITs interiör testades under vattnet för att simulera rymdens viktlöshet.
Laget, ledd av Peter Weiss, använde 3-D-printade modeller för att representera hårdvaran som kommer att användas av astronauter i Gateway. Dessa inkluderade delar av robotarmen som ska utvecklas för Gateway av den kanadensiska rymdorganisationen.
Ämnen testar ett koncept för den vetenskapliga luftslussen som kommer att utgöra en del av Europas ESPRIT-modul för Gateway – en ny beboelig utpost nära månen. Att testa under vattnet gör det möjligt för teamet att återskapa rymdens viktlöshet. Kredit:European Space Agency
Comex-dykaren Kathrin Nowack säger att testets huvudsakliga mål var att utvärdera kraven för nyttolastoperationer och bestämma den bästa positioneringen för två kameror som gör det möjligt att se operationer från jorden.
"Vi ville se om astronauterna hade tillräckligt med utrymme för att installera hårdvara på nyttolastbordet, utföra alla nödvändiga kontroller och flytta dem sedan genom luftslusstunneln för att exponeras för rymden, " förklarar hon. "Vi ville också se till att besättningsmedlemmarna hade utrymme att utföra underhålls- eller reparationsarbeten inne i luftslussen och för att identifiera var ytterligare besättningsgränssnitt – som ledstänger – krävs."
För att säkerställa en verkligt representativ studie, Jean-François och Hervé utförde testerna i neoprendräkter medan de andades genom en lång regulatorslang ansluten till ytan.
ESA:s studieledare Philippe Schoonejans säger att detta var viktigt för att "härma miljön i Gateway där astronauter kommer att flyta runt i vanliga kläder".
En möjlig design för ett vetenskapligt luftsluss som skulle kunna utgöra en del av Europas ESPRIT-modul på Gateway sänks ner i en testpool av medlemmar i ett Airbus-ledd konsortium i Marseille, Frankrike. Kredit:European Space Agency
Första intrycken
Efter att ha tillbringat 28 dagar i rymden under loppet av tre Shuttle-uppdrag, Philippe säger att Jean-François var väl lämpad för testet. Hervé har också loggat sju timmar i viktlöshet när han tränat astronauter under parabolflyg. Dessa erfarenheter gjorde det möjligt för paret att utvärdera både tillgängligheten och ergonomin i modulen.
"Genom testet, vi kunde bekräfta att denna preliminära inre design skulle vara kompatibel med uppgifter som astronauter förväntas utföra i tyngdlöshet och identifiera det bästa stället att sätta ledstänger för att säkerställa optimal stabilitet för besättningen när de utför nyttolasthantering och luftslussoperationer, säger Hervé.
Philippe säger att teamet också var imponerat av storleken på förväntade nyttolaster och robotgränssnitt.
"Medan vi hade sett dimensionerna på dessa komponenter i dokumenten, att se fullskaliga 3D-tryckta modeller gjorde det möjligt för oss att bättre förstå hur otroligt stora de är, " säger Philippe. "Det är något vi kommer att behöva överväga under hela processen när det gäller att balansera massa och styrka."
Undervattenstestning av möjlig ESPRIT-luftslussdesign. Kredit:European Space Agency
Fram till månen
Så, exakt vad är nästa steg? Philippe säger att för Airbus och Comex var detta ett bekräftelse- och faktauppdrag. De kommer nu att använda testresultaten för att förfina sitt koncept och effektivisera sin design.
Thales Alenia Space kommer också att fortsätta arbeta med sitt luftslusskoncept och ESA har för avsikt att utfärda en konkurrenskraftig förfrågan om förslag under sommaren. I detta skede kommer båda företagen att uppmanas att presentera sina koncept och kostnadsberäkningar för övervägande inför ESA:s nästa ministerråd i november.
