Беговая дорожка со стабилизацией виброизоляции
Беговая дорожка с системой стабилизации виброизоляции , обычно сокращенно TVIS , представляет собой беговую дорожку для использования на борту Международной космической станции и предназначена для того, чтобы астронавты могли проводить без вибрации тонкие научные эксперименты в области микрогравитации в соседних лабораториях. Беговые дорожки Международной космической станции, не обязательно описанные здесь, включают оригинальную беговую дорожку, оригинальный TVIS, БД-2, беговую дорожку с комбинированной рабочей нагрузкой и внешним сопротивлением ( COLBERT ) и беговую дорожку 2 (сокращенно T2 ). У некоторых общее название, у некоторых конструкция, у некоторых функция, у некоторых используются разные (пассивные) системы подавления вибрации, у некоторых непонятно, чем они отличаются.
Название беговой дорожки (COLBERT) появилось в результате конкурса по названию, который НАСА провело для того, что впоследствии стало модулем «Спокойствие» . Комик и телеведущий Стивен Кольбер использовал свое шоу «Отчет Кольбера» , чтобы побудить своих зрителей голосовать за использование имени «Кольбер» во время конкурса. После объявления результатов конкурса НАСА решило использовать имя Кольбера для новой беговой дорожки вместо названия модуля «Спокойствие» в его честь. [ 1 ]
Упражнение
[ редактировать ]После появления космических станций , на которых можно жить в течение длительного периода времени, было продемонстрировано, что воздействие невесомости оказывает пагубное воздействие на здоровье человека. Люди хорошо приспособлены к физическим условиям на поверхности Земли. В ответ на длительный период невесомости различные физиологические системы начинают изменяться и атрофироваться. Хотя эти изменения обычно носят временный характер, в результате могут возникнуть долгосрочные проблемы со здоровьем.
Самая распространенная проблема, с которой люди сталкиваются в первые часы невесомости, известна как синдром космической адаптации или SAS, обычно называемый космической болезнью. Симптомы САС включают тошноту и рвоту , головокружение , головные боли , летаргию и общее недомогание. О первом случае САС сообщил космонавт Герман Титов в 1961 году. С тех пор примерно 45% [ нужна ссылка ] до 75% всех людей, летавших в космос, страдали этим заболеванием. [ 2 ] Продолжительность космической болезни варьируется, но ни в одном случае она не длилась более 72 часов, после чего организм приспосабливается к новой среде.
Наиболее значимыми побочными эффектами длительной невесомости являются мышечная атрофия и ухудшение состояния скелета или остеопения космического полета . Эти эффекты можно свести к минимуму с помощью режима физических упражнений. Другие существенные эффекты включают перераспределение жидкости, замедление сердечно-сосудистой системы , снижение выработки эритроцитов , нарушения баланса и ослабление иммунной системы . Менее выраженные симптомы включают потерю массы тела, заложенность носа, нарушение сна, повышенное газообразование и отечность лица. Эти эффекты начинают быстро меняться по возвращении на Землю.
Чтобы предотвратить некоторые эффекты, связанные с невесомостью, во время STS-81 впервые была испытана беговая дорожка с виброизоляцией и стабилизацией, разработанная для Международной космической станции (МКС) . Три члена экипажа бегали и ходили по аппарату, который свободно плавает в условиях микрогравитации, испытываемой на орбите. В течение большей части из более чем двухчасовых исследований беговая дорожка работала хорошо, а вибрация, передаваемая на аппарат, находилась в пределах микрогравитации, определенных для МКС . После этого первого полета были изучены усовершенствования беговой дорожки и системы ремня безопасности, которые в конечном итоге привели к разработке модели COLBERT. Одной из целей конструкции беговой дорожки является предоставление возможности генерировать нагрузки, подобные 1 g , на нижние конечности, сохраняя при этом микрогравитационную среду МКС для обеспечения структурной безопасности и условий эксперимента без вибрации. [ 3 ]
Беговые дорожки предназначены для того, чтобы помочь астронавтам оставаться в форме, борясь с потерей костной массы ( остеопения космического полета ) и распадом мышц, которые в противном случае сопровождают космические путешествия. Астронавты используют банджи-шнуры, чтобы пристегнуться к беговой дорожке, чтобы оставаться в контакте с оборудованием в условиях микрогравитации . [ 4 ] Исследователи полагают, что физические упражнения являются хорошей мерой противодействия потере плотности костей и мышц, которая возникает, когда люди долгое время живут без гравитации. [ 5 ]
Обслуживание
[ редактировать ]Оригинальная беговая дорожка с виброизоляционной стабилизацией (ТВИС), утопленная в пол сервисного модуля «Звезда», была выведена из эксплуатации в июне 2013 года, утилизирована на российском «Прогрессе» (50П) в июле 2013 года и заменена российской БД-2.
20-й экспедиции Бортинженеры Майкл Барратт и Коичи Ваката провели полный капитальный ремонт беговой дорожки, чтобы продлить срок ее службы. Обе беговые дорожки будут продолжать использоваться, что почти удвоит доступность этих важнейших тренировочных устройств для экипажей космических станций.
Беговая дорожка с системой виброизоляции и стабилизации (TVIS) также потребовала ремонта в 2002 году во время пятой экспедиции , когда STS-112 был пришвартован. Валерий Корзун провел целый день на обслуживании агрегата. [ 6 ]
Конструктивный недостаток системы питания COLBERT был обнаружен в сентябре 2010 года. [ 7 ] в течение 10 месяцев с момента ввода в эксплуатацию. В октябре потребовался многодневный IFM, чтобы снять COLBERT со стойки и заменить ключевые силовые компоненты.
Именование КОЛЬБЕРТА
[ редактировать ]
В начале 2009 года НАСА провело онлайн-опрос, чтобы назвать то, что стало модулем «Спокойствие» . В выпуске The Colbert Report от 3 марта 2009 года ведущий Стивен Колберт поручил своим зрителям предложить «Кольбер» в качестве названия для узла 3 в онлайн-опросе. [ 8 ] 23 марта 2009 года было объявлено, что «Кольбер» набрал наибольшее количество голосов, но НАСА не сразу взяло на себя обязательство использовать это имя.
Конгрессмен Чака Фаттах пообещал использовать полномочия Конгресса, чтобы гарантировать, что демократическое голосование соблюдается как в космическом пространстве, так и на планете Земля, в ответ на возможность того, что НАСА отменит голосование. [ 9 ] В выпуске «Отчета Колберта» от 14 апреля 2009 года астронавт Сунита Уильямс появилась на шоу, чтобы объявить, что НАСА решило назвать узел 3 «Спокойствие», восьмой по популярности ответ в переписи, и объявило, что они назовут новую беговую дорожку. на станции имени комика – беговая дорожка комбинированной эксплуатационной нагрузки внешнего сопротивления (COLBERT). Колберта пригласили в Хьюстон для тестирования беговой дорожки, а затем во Флориду для ее запуска. [ 10 ] Беговую дорожку доставили на МКС в августе 2009 года на борту STS-128. [ 11 ] и был установлен в модуле «Спокойствие» после прибытия узла на станцию в феврале 2010 года. [ 12 ]
НАСА высмеяло себя в юмористическом пресс-релизе, включенном в STS-128 пакетный отчет о выполнении шестого дня полета , в котором утверждалось, что Джон Стюарт потребовал аналогичной чести, но отклонил предложение агентства назвать процессор мочи на МКС «Накопителем экологических отходов космического туалета». /Вещь для переработки» (СТЮАРТ). [ 13 ]
Разработка
[ редактировать ]
Инженеры НАСА начали разработку с конструкции медицинской беговой дорожки Woodway, которая доступна каждому на Земле, и попросили Woodway никелировать детали и внести некоторые другие модификации, но по сути это то же самое устройство для обкатки на месте, что и коммерчески доступная модель. . Конструкции, поддерживающие беговую дорожку, были адаптированы для использования в космосе. Поскольку гравитация не удерживала бегуна на поверхности беговой дорожки, дизайнеры добавили эластичные ремни, которые облегают плечи и талию, чтобы не дать бегуну пролететь через космическую станцию с первым трудным шагом. Дизайнерам также пришлось придумать, как не дать беговой дорожке трясти всю станцию при каждом шаге. Предотвратить вибрацию на Земле относительно легко, но станция плавает, как и астронавты, и хочет реагировать на любое движение, происходящее внутри нее. Даже небольшие действия могут сорвать деликатные эксперименты по микрогравитации, проводимые в лабораториях станции. По словам Видерхофта, самой большой проблемой была разработка системы, предотвращающей вибрацию. [ 14 ]
Первая беговая дорожка станции, доставленная на космическую станцию на борту STS-98 . [ 15 ] полагался на силовую систему гироскопов и механизмов для снижения вибраций. Система виброизоляции COLBERT была разработана для работы без электропитания, а также была более надежной, чем ее предшественница. COLBERT будет опираться на пружины, которые прикреплены к амортизаторам, которые затем соединяются со стойкой стандартного размера, которая была значительно усилена, чтобы выдерживать мощность, производимую пользователями COLBERT. Сама стойка весит 2200 фунтов, что является пределом ее конструкции, предусмотренным контрактом, а также она громче, чем первая беговая дорожка, что, по словам Видерхофта, является компромиссом, необходимым для повышения ее надежности. «Здесь шум и надежность борются друг с другом», — сказал Видерхофт. «Если бы у нас было гораздо больше времени, мы могли бы добиться одновременно тишины и надежности. Мы выбрали надежность и сделали все, что могли, с шумом». [ 14 ]
Разработка беговых дорожек также использовалась для дальнейшего развития коммерческих продуктов. Возможные побочные эффекты разработки включают улучшение вибро- и акустической изоляции в чувствительном оборудовании, таком как оборудование, используемое в оптическом , микроэлектронном и прецизионном производстве . [ 16 ]
КОЛЬБЕРТ доставка
[ редактировать ] | Этот раздел необходимо обновить . ( март 2016 г. ) |
Требовалась команда инженеров, чтобы подготовить COLBERT к выживанию в жестких вибрациях процесса запуска. COLBERT пришлось разобрать на множество частей, разложить по более чем шести сумкам и привязать к стойкам внутри «Леонардо» грузового модуля , который летал к Международной космической станции на борту STS-128 . [ 14 ] КОЛБЕРТ был доставлен на Космическую станцию в 2010 году и сначала находился внутри модуля «Гармония» , а затем был перенесен в модуль «Спокойствие» .
Упаковочная команда поставила перед собой задачу проследить, чтобы все спущенное на воду оборудование дошло до станции в рабочем состоянии. «Если это COLBERT или что-то еще, он все равно не будет полезен на орбите, если сломается», — сказал Пит Готье , инженер по упаковке United Space Alliance . «Отличие подобных вещей в том, что они большие и тяжелые, поэтому нам приходится использовать нашу самую большую сумку», — сказал он. «Команде будет проще, если все детали будут в одной сумке, но когда у вас шесть сумок, вы просто не сможете этого сделать». Ожидается, что астронавты на станции потратят около 20 часов на сборку всего устройства, включая вибрационную систему. После сборки единственный уход, который должен потребоваться COLBERT, — это периодическая смазка подшипников. [ 14 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Колберт лидирует в опросе по названию космического модуля НАСА» . CNN . 24 марта 2009 года . Проверено 15 сентября 2009 г.
- ^ Роуч, Мэри (2010). «Глава 6: Рвота вверх и вниз». Упаковка для Марса . Один мир. п. 94. ИСБН 978-1-85168-780-0 .
- ^ МакКрори Дж.Л.; Леммон ДР; Соммер Х.Дж.; Прут Б; Смит Д; Корт Д.В.; Лусеро Дж; Гринисен М; Мур Дж; Козловская И; Кавана PR; и др. (август 1999 г.). «Оценка беговой дорожки с виброизоляцией и стабилизацией (TVIS) для использования на Международной космической станции». Журнал прикладной биомеханики . 15 (3). Университет штата Пенсильвания : 292–302. дои : 10.1123/jab.15.3.292 . ПМИД 11541844 .
- ^ Фостер, Андреа (16 июня 2009 г.). «Банджи-шнуры удерживают астронавтов на земле во время бега» . НАСА . Проверено 23 августа 2009 г.
- ^ Каудерер, Амико (19 августа 2009 г.). «Наступай на меня» . НАСА . Проверено 23 августа 2009 г.
- ^ Харвуд, Уильям (26 сентября 2002 г.). «Развертывание радиатора, ремонт беговой дорожки и последний выход в открытый космос» . Космический полет сейчас . Проверено 29 августа 2009 г.
- ^ Бергин, Крис (3 октября 2010 г.). «ISS обновляет информацию о расследованиях сбоев и будущих проблемах с конфигурацией» . NASASpaceFlight.com . Проверено 14 декабря 2023 г.
- ^ «Назовите модуль НАСА в честь Стивена» . colbertnation.com. 3 марта 2008 г. Проверено 4 марта 2008 г.
- ^ Марк, Рой (26 марта 2009 г.). «Законодатель поддерживает победу Стивена Колберта в НАСА» . ЭНеделя . Проверено 23 августа 2009 г. [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ Койл, Джейк (14 апреля 2009 г.). «НАСА назвало беговую дорожку в честь Кольберта» . Хроники Сан-Франциско . Архивировано из оригинала 18 апреля 2009 года . Проверено 23 августа 2009 г.
- ^ Малик, Тарик (19 августа 2009 г.). «Запуск космического корабля «Дискавери» состоится 25 августа» . Space.com . Проверено 23 августа 2009 г.
- ^ Аткинсон, Нэнси (14 апреля 2009 г.). «КОЛБЕРТ на МКС» . Вселенная сегодня . Архивировано из оригинала 18 апреля 2009 года . Проверено 23 августа 2009 г.
- ^ «Кольбер в восторге, Стюарт раздосадован» (PDF) . STS-128/17A FD 06 Исполнение пакета . НАСА . Проверено 4 сентября 2009 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д Рыба, Жанна (5 мая 2009 г.). «КОЛБЕРТ Готов к Серьезным Упражнениям» . НАСА . Проверено 29 августа 2009 г.
- ^ «Система виброизоляции и стабилизации беговой дорожки – RME 1318» (пресс-релиз). НАСА . 7 июля 1999 года . Проверено 29 августа 2009 г.
- ^ «Виброизоляция беговой дорожки в условиях микрогравитации» . СИБР . НАСА . 12 января 2005 года . Проверено 29 августа 2009 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- «Беговая дорожка с внешним сопротивлением комбинированной рабочей нагрузки (COLBERT)» (PDF) (пресс-релиз). НАСА . 20 августа 2009 г. Архивировано из оригинала (PDF) 17 июля 2011 г. . Проверено 29 августа 2009 г.
Компоненты Международной космической станции |
|---|
