Människor har länge drömt om att sätta sin fot på månen och andra planetariska kroppar som Mars. Sedan 1960-talet har rymdresenärer tagit på sig kostymer utformade för att skydda dem från rymdens vakuum och tagit sig ut i det okända.
Polaris Dawn-uppdraget, som ska omfatta den första rymdpromenaden som anordnas av ett privat företag, har dock försenats. Detta beror på komplikationer med design och utveckling av en lämplig rymddräkt.
Måndräkter är också ett av nyckelelementen i NASA:s månprogram Artemis som ännu inte har levererats. En rapport som släpptes i november 2023 sa att entreprenören som tillverkar kostymerna måste se över aspekter av designen från NASA, vilket kan leda till förseningar.
Ändå ägde den första rymdpromenaden, av den sovjetiske kosmonauten Alexei Leonov, rum 1965. Senare skulle 12 NASA-astronauter gå på månens yta, mellan 1969 och 1972, med hjälp av teknik som skulle förmörkas av dagens smartphones. Så det är inte orimligt att fråga varför det fortfarande kan vara svårt att designa och bygga rymddräkter för att göra samma sak.
Mycket har förändrats sedan Apollo-uppdragen planterade flaggor på månen. Geopolitiken som driver rymdresor har förändrats och rymddräkter förväntas inte längre bara vara en form av skydd. Istället är de ett avgörande sätt att förbättra astronauternas produktivitet. Detta innebär en omprövning av inte bara själva kostymerna, utan tekniken som stöder dem.
En rad kraftfulla telekommunikationstekniker för att koppla samman astronauter med rymdstationer och markkontroll sitter vid sidan av multisensoriska kameror, temperaturläsare och närhetssensorer i dagens rymddräkter.
Situationsmedvetenhet – att förstå nyckelfaktorer i miljön, till exempel en astronauts hälsa – är en central grundsats för modern rymddräktsdesign och avgörande för operatörens säkerhet. En kostyms förmåga att spåra hjärtfrekvens och andra vitala tecken är viktig i ett vakuum, där syrenivåerna behöver konstant övervakas.
Förväntningarna kring de risker astronauter tar har förändrats till det bättre. Och investeringsnivån som krävs för att producera en rymddräkt kräver att den kan användas för framtida uppgifter som kan inkludera månens bosättning under de närmaste decennierna.
Avvägningen som ingenjörer måste göra när de införlivar bärbar teknologi som de som redan nämnts är vikt. Kommer större situationsmedvetenhet att resultera i en rymddräkt som är för tung för att kunna flyttas i effektivt?
När Elon Musk först antydde utmaningar med den extravehikulära aktivitetsdräkten för Polaris Dawn i en presentation för SpaceX-anställda i januari, var det inte svårigheter med uppkopplad teknik som han diskuterade, utan att göra om "dräkten så att man faktiskt rör sig i den. "
Situationsmedvetenhet
Men när du talar om rörlighet i en rymddräkt måste du tänka på de uppgifter som du vill att mobiliteten ska stödja.
Före tillkomsten av moderna rymddräkter kämpade Apollo-astronauter för att utföra uppdrag. När man borrade in i månens yta med en handborr för att samla in prover, fann astronauterna det svårt att ge tillräckligt med kraft nedåt för att motverka månens svagare gravitation. Det var inte förrän uppfinningen av en tyngdkraftsborr, decennier senare, som detta problem skulle åtgärdas.
Den nuvarande utforskningen av pneumatiska exoskelett, som ger det stöd som krävs för rörelse i låg gravitation, kan vara en del av en lösning. Men nyare rymddräkter kan också behöva samverka med hårdvara, som robotövningar som finns utanför dräkten. Detta kommer också att kräva mer rörlighet i rymddräkter.
Att lasta av uppgifter, som tidigare utförts av människor, till robotar kommer att vara en del av framtiden för rymdutforskning. Det är ett primärt sätt som ingenjörer också kommer att kunna förbättra rörligheten för astronauter i rymddräkter.
Till exempel, när en astronaut går på en rymdpromenad för att inspektera tillståndet för en del av en rymdstation och göra eventuella reparationer, stöds de av en robotarm som säkerställer att de inte flyter ut i rymden. Medan den är led är den här armen stel och kan begränsa en astronauts rörelse.
Ett tillvägagångssätt som för närvarande undersöks för att utöka detta rörelseomfång är en klätterrobot, som är fäst vid både astronauten och rymdstationen, som en individ kan kontrollera genom sin rymddräkt. Detta skulle göra det möjligt för astronauten att röra sig runt rymdstationen snabbare och med ett större rörelseomfång än tidigare, vilket gör det möjligt för dem att nå och reparera svåråtkomliga områden som hörn.
Även om förhoppningen så småningom är att robotar själva kan bedöma eventuella skador på rymdstationen och reparera den, på grund av möjliga störningar i normal drift måste människor vara redo att gå in. Möjliga störningar kan vara naturliga, som att en liten meteorregn skadar roboten , eller mänskligt skapat, som hackning som utförs av en fientlig grupp eller stat.
För de typer av aktiviteter vi vill genomföra i framtiden kommer detta samarbete mellan människa och robot att vara avgörande. Att bygga en bas på månen, som både USA och Kina planerar att göra, kommer att innebära konstruktionsarbete och borrning, som människor inte kommer att kunna åstadkomma ensamma. Moderna rymddräkter kommer att behöva tillhandahålla ett gränssnitt för att fungera med denna nya teknik, och vi kan förvänta oss att dräkterna kommer att utvecklas i takt med robotik.
Relationen mellan människor och robotar förändras. Det kommer att gå bortom rymdpromenader och robotars tidigare användning som begränsade verktyg, till en situation där de är samarbetspartners i rymden. Målen om tio eller 20 år från nu, som att bygga månbosättningar, utforska mineralfyndigheter på månen och effektivt reparera rymdstationsmoduler kan bara uppnås med hjälp av robotteknik.
Moderna rymddräkter kommer att vara en nyckelgrund för denna samarbetsrelation och utgöra gränssnittet där astronauter och robotar kan arbeta tillsammans för att uppnå gemensamma mål. Så när vi återigen lämnar våra fotspår på andra världar kommer vi inte längre att vara ensamma.
Tillhandahålls av The Conversation
Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln. 
