NASA चे Artemis II व्यायाम उपकरण दाखवते की लहान हार्डवेअर मोठ्या खोल-अंतराळ समस्यांवर कसे तोडगा काढते

खोल-अंतराळ मोहीमा नीट केलेल्या साध्या हार्डवेअरवर अवलंबून असतात

मोठ्या अंतराळ मोहिमा सहसा प्रक्षेपण खिडक्या, मार्गरेषा, आणि गंतव्ये यांसाठी लक्षात ठेवल्या जातात. पण मथळे ओसरल्यानंतर आणि मोहीम नियमित टप्प्यात स्थिरावल्यानंतर लोकांना कार्यक्षम ठेवणाऱ्या कॉम्पॅक्ट प्रणालींकडे कमी लक्ष जाते. NASA च्या ताज्या Artemis प्रोफाइलमधून एक उपयुक्त आठवण मिळते की मानवयुक्त खोल-अंतराळ उड्डाण केवळ प्रणोदन आणि नेव्हिगेशनवर नाही, तर रोजच्या जगण्यासाठीच्या हार्डवेअरच्या रचनेवरही अवलंबून असते.

Orion flywheel प्रकल्प व्यवस्थापक Ryan Schulte यांच्यावर केंद्रित एका फीचरमध्ये NASA ने Artemis II पथकाने चंद्राभोवती आणि परत येताना वापरलेल्या व्यायाम उपकरणाचे वर्णन केले. चार अंतराळवीरांनी 694,481 मैल प्रवास केला, आणि संपूर्ण मोहिमेत त्यांनी खोल अंतराळात जीवनाच्या गरजा पुरवण्यासाठी अंतराळयानावर अवलंबून राहिले. त्या गरजांपैकी एक होती दैनंदिन व्यायाम.

या कथेत केंद्रस्थानी असलेले हार्डवेअर flywheel म्हणून ओळखले जाते. हे मोठ्या शू बॉक्सच्या आकाराचे कॉम्पॅक्ट, बहुउद्देशीय व्यायाम उपकरण आहे. NASA नुसार, त्याने मोहिमेदरम्यान पथकाचे शारीरिक आणि मानसिक आरोग्य टिकवून ठेवण्यास मदत केली, आणि त्यासाठी अंतराळयानाची कोणतीही विद्युत ऊर्जा वापरली नाही.

कठीण वातावरणासाठी अभियांत्रिकी केलेली एक सोपी संकल्पना

Flywheel हे शक्तीवर चालणाऱ्या यंत्राऐवजी inertial resistance द्वारे काम करते. Schulte यांनी त्याचे कार्य काहीसे inertial yo-yo सारखे असल्याचे सांगितले. वापरकर्ते वेगवेगळ्या प्रतिरोध मोडसाठी वेगवेगळे gear ratio निवडू शकतात, आणि वापरकर्ता किती प्रयत्न करतो यावर अवलंबून प्रणाली 500 पाउंडपर्यंत प्रतिरोध देऊ शकते.

त्या क्षमतेमुळे अगदी छोट्या पॅकेजमध्येही आश्चर्यकारकपणे विस्तृत व्यायाम शक्य होतात. NASA च्या म्हणण्यानुसार, पथक त्याच उपकरणावर squats, deadlifts, bent rows, high-pulls, curls, heel raises, आणि aerobic rowing करू शकते. मर्यादित जागा असलेल्या crew capsule मध्ये अशी बहुपयोगिता लक्झरी नाही. ती गरज आहे.

Microgravity मधील व्यायाम केवळ सर्वसाधारण तंदुरुस्तीबद्दल नाही. तो mission protection चा भाग आहे. NASA चा स्रोत मजकूर हे उपकरण पथकाची सुरक्षा, आरोग्य, आणि mission success यांच्याशी स्पष्टपणे जोडतो. हे महत्त्वाचे आहे, कारण त्यामुळे flywheel ला propulsion system किंवा habitat interface इतके नाट्यमय दिसत नसले तरी इतर life-support गरजांच्या त्याच कार्यकारी श्रेणीत ठेवले जाते.

अभियांत्रिकीचे आव्हान वाटते त्याहून कठीण का होते

Orion मध्ये व्यायाम शक्य करण्यासाठी एकाच वेळी अनेक समस्या सोडवाव्या लागल्या. उपकरणाला अशा अंतराळयानात बसावे लागले जिथे जागा मर्यादित आहे, जिथे पथकाची हालचाल मर्यादित आहे, आणि जिथे आवाजही महत्त्वाचा आहे, कारण अंतराळवीरांना व्यायामादरम्यानही स्पष्ट संवाद साधावा लागतो.

सर्व गोष्टी कॉम्पॅक्ट बॉक्समध्ये बसवत असतानाच इतकी केबिन जागा राखणे की पथकातील सदस्य पूर्णपणे उभा राहू शकेल आणि उच्च वेगाने व पुनरावृत्तीने शरीर पूर्णपणे ताणू शकेल, ही सर्वात मोठी आव्हाने होती, असे Schulte यांनी सांगितले. हे अंतराळयान रचनेच्या तर्कशास्त्राचे उपयुक्त उदाहरण आहे: प्रत्येक नवीन क्षमता mass, volume, clearance, आणि human factors यांच्याशी स्पर्धा करते.

अभियांत्रिकीचे ओझे केवळ एक resistance machine तयार करणे एवढेच नव्हते, तर ती कॉम्पॅक्ट, शांत, आणि यांत्रिकदृष्ट्या परिणामकारक असावी आणि वाहनाची विद्युत ऊर्जा घेऊ नये, हेही आवश्यक होते. जमिनीवरील उत्पादन रचनेत असे trade-off परिचित आहेत, पण अंतराळयानात त्याचे परिणाम अधिक तीव्र असतात, कारण प्रत्येक subsystem ला आपले स्थान सिद्ध करावे लागते.

Artemis II ने ही प्रणाली कशी वापरली

सुमारे 10 दिवसांच्या Artemis II मोहिमेदरम्यान, पथकातील सदस्यांनी flywheel वापरून दररोज सुमारे 30 मिनिटे व्यायाम केला. हे सत्र microgravity वातावरणामुळे निर्माण होणाऱ्या शारीरिक आणि मानसिक परिणामांना प्रतिकार करण्यासाठी होते.

ही दुहेरी भूमिका महत्त्वाची आहे. अंतराळ प्रवासात व्यायाम musculoskeletal आणि cardiovascular देखभालीस मदत करतो, पण तो दिनचर्या, मनोबल, आणि मानसिक स्थैर्य यांनाही हातभार लावतो. NASA च्या वर्णनावरून स्पष्ट होते की flywheel ला गौण अतिरिक्त बाब मानले गेले नाही. तो पथकाच्या दैनंदिन कार्यप्रवाहाचा भाग होता.

या मोहिमेने Schulte यांच्या पथकाने केलेल्या रचनात्मक निवडी प्रत्यक्षात काम करतात हेही दाखवून दिले. NASA म्हणते की Artemis II वर वापरलेले flywheel पथकानेच डिझाइन, बांधणी, चाचणी, आणि उड्डाण केले, आणि आता भविष्यातील Artemis मोहिमांसाठी अधिक पुनर्वापरयोग्य व्यायाम उपकरणांचा ताफा विकसित करत आहे. यामुळे कार्यक्रमाच्या पुढच्या टप्प्याकडे इशारा मिळतो: mission-specific अंमलबजावणीपासून पुनरावृत्ती करता येणाऱ्या क्षमतेकडे वाटचाल.

भविष्यातील Artemis उड्डाणांसाठी याचा अर्थ काय

स्रोत मजकुरानुसार, मोहिमा जितक्या लांब तितके flywheel चे महत्त्व वाढते. Artemis II ने सुमारे 10 दिवसांचे कार्यरत वातावरण दिले. भविष्यातील मोहिमा, विशेषतः ज्या अधिक दीर्घ मुक्काम किंवा अधिक गुंतागुंतीच्या ऑपरेशनल टप्प्यांवर आधारित असतील, त्या दुर्मिळ अंतराळयान संसाधने खर्च न करता पथकाची स्थिती टिकवून ठेवणाऱ्या प्रणालींवर अधिक अवलंबून राहतील.

अनेक प्रकारचे व्यायाम देणारे, वीज न लागणारे, आणि मर्यादित वाहनात बसणारे कॉम्पॅक्ट उपकरण त्या संदर्भात अधिक मौल्यवान ठरते. NASA भविष्यातील उड्डाणांसाठी अधिक पुनर्वापरयोग्य युनिट्सचा ताफा का विकसित करत आहे, हे समजणे कठीण नाही.

मोठा धडा असा की मानव अंतराळ प्रवास फक्त मोठ्या सार्वजनिक टप्प्यांमुळे नाही, तर अनेक छोट्या अभियांत्रिकी विजयांमुळे पुढे जातो. शू बॉक्सएवढे व्यायाम उपकरण Artemis ची सार्वजनिक प्रतिमा ठरवत नसले तरी, अंतराळवीर आपले काम करण्याइतके निरोगी राहू शकतात की नाही, यावर त्याचा थेट परिणाम होतो.

हेच अन्वेषण वास्तुकलेचे व्यवहार्य रूप आहे. लांब पल्ल्याच्या मानवयुक्त मोहिमा अशा प्रणालींनी बनतात ज्या पथकावरील टाळता येण्याजोगा ताण कमी करतात आणि वाहन संसाधने जपतात. NASA च्या वर्णनात, Artemis II flywheel ने नेमके तेच केले. त्याने अंतराळयानाच्या तीव्र मर्यादांना एक व्यवहार्य दैनंदिन साधनात रूपांतरित केले, आणि खोल-अंतराळ कामकाजासाठी आवश्यक असलेली हार्डवेअर शिस्त अधोरेखित केली.

महत्त्वाचे मुद्दे

• NASA नुसार Artemis II अंतराळवीरांनी चंद्राभोवती आणि परत येताना केलेल्या 694,481 मैल प्रवासात दैनंदिन व्यायामासाठी कॉम्पॅक्ट flywheel उपकरण वापरले.
• शू बॉक्सएवढी ही प्रणाली 500 पाउंडपर्यंत प्रतिरोध देते आणि resistance तसेच aerobic workouts दोन्हीला पाठबळ देते.
• हे उपकरण अंतराळयानातून कोणतीही विद्युत ऊर्जा घेत नाही, जे मर्यादित खोल-अंतराळ वाहनात मोठा फायदा आहे.
• NASA भविष्यातील Artemis मोहिमांसाठी या व्यायाम उपकरणांची अधिक पुनर्वापरयोग्य रूपे विकसित करत आहे.

हा लेख NASA च्या रिपोर्टिंगवर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.