宇宙飛行士が月面に足を踏み入れる前に、マサチューセッツ州のあるエンジニアリング会社は、反重力シミュレーターを使用して、彼らが到着後に効果的に作業を行えるようにしています。Atlas Devicesは、月の重力の六分の一をシミュレートすることで、エンジニアが宇宙探査における人間工学の課題を解決する手助けをしており、これらの課題は最終的に有人月面探査の成功に影響を与えます。人類を月に戻すことは挑戦の一部に過ぎず、到着後の各ミッション、岩石サンプルの収集、貨物の荷降ろし、科学機器の展開などは、重い宇宙服を着用し、地球の六分の一の重力に直面しながら行わなければなりません。
しかし、すべてが始まる前に、エンジニアは宇宙飛行士、機器、宇宙船が地球とはまったく異なる環境でどのように協力して機能するかを理解する必要があります。
Atlas Devicesが反重力シミュレーターを利用して人間工学の課題を解決
Atlas Devicesはロケットや月面着陸船の建造に注力しているのではなく、エンジニアが別の問題に答える手助けをする技術を開発しています。宇宙飛行士は、ストレージコンパートメントから機器を快適に取り出すことができるのか？手すりの位置は最大の助けを提供できるのか？加圧された探査服の中で日常的なタスクを実行するためには、どれだけの追加の努力が必要なのか？これらの質問は、単にコンピュータモデルだけでは解決できません。Atlas Devicesは人間と機械の相互作用テストに焦点を当て、エンジニアが機器が飛行する前に、実際の人員がハードウェアとどのように相互作用するかを評価できるようにしています。動き、ストレッチ、活動能力、人間工学を測定することで、同社の目標は、設計変更がまだ実行可能でコストが低い段階で操作上の課題を早期に特定することです。
この作業の中心には、反重力宇宙服テスト評価装置であるCOASTERがあります。このプラットフォームは、月の環境全体を再現するのではなく、その最も重要な特徴の一つである重力の減少をシミュレートしています。動的制御のサスペンションオフロードシステムを利用して、COASTERはテスト対象者が受ける有効重量を減少させ、エンジニアが月面環境に似た状況で自然に歩行、登攀、持ち上げ、ひざまずき、工具を使用する様子を研究できるようにします。各動作はエンジニアリングデータに変換される可能性があり、エンジニアは宇宙飛行士が特定のタスクをどのように実行するかを観察し、定量的な結果に基づいてハードウェアの配置、車両内部、作業ステーション、または操作手順を改善することができます。
COASTERとEXCONの組み合わせがミッション効率を向上
ストレージコンパートメントの位置を再配置する必要があるかもしれませんし、ツールインターフェースを再設計する必要があるかもしれません。梯子や手すりの効果は予想以上に良いかもしれませんし、逆に悪いかもしれません。これらの小さな変化は、宇宙飛行士が月面で数日または数週間にわたって作業する効率に影響を与えます。これらの評価をサポートするために、Atlas Devicesは高忠実度の探査服シミュレーターEXploration CONop、略してEXCONも開発しました。これは飛行可能な宇宙服ではありませんが、この装置は宇宙服の全体的な幾何学的形状を再現し、エンジニアが月面作業を計画する際に考慮しなければならない多くの人間工学的制約を考慮しています。
COASTERとEXCONを組み合わせて使用することで、エンジニアはプロセス、ハードウェア、ミッションコンセプトを評価し、実際のタスクを実行する際に人員がテストを行うことができ、コンピュータシミュレーションに依存するだけではありません。
NASAのアルテミス計画が宇宙飛行士が月に戻ることを示す段階から持続可能な人間の存在を確立する段階に移行するにつれて、このようなエンジニアリングはますます重要になっています。将来の宇宙飛行士は、地質野外作業、月面車の操作、科学機器の展開、地上インフラの組み立てを行い、数日または数週間にわたるミッション中に機器を維持することが期待されています。成功は強力なロケットや先進的な宇宙船だけに依存するのではなく、宇宙飛行士が到着後の作業効率を決定する数千のエンジニアリング決定にも依存しています。これらの決定はあまり注目されることはありませんが、月面でどれだけの科学研究が行えるかを決定することが多いです。
エンジニアが宇宙飛行士がミッション開始前にどのように機器と相互作用するかを理解することで、Atlas Devicesの作業はミッションの設計に影響を与えています。