‘Houston, we hebben een probleem.’
De verkeerd geciteerde zin is zo ingebakken in de populaire cultuur dat het de standaardreactie is geworden op elk onverwacht ongelukje. Het is ook de laatste zin die NASA’s Artemis II-missiecontrole de komende dagen wil horen, omdat een astronaut halverwege de maan deze, in tegenstelling tot degenen onder ons op aards terrein, niet zal mompelen nadat hij per ongeluk zijn toast heeft verbrand.
Een vierkoppige bemanning vertrok op 1 april vanaf het Kennedy Space Center in Florida voor NASA’s eerste maanvlucht sinds Apollo 17 in 1972. De organisatie heeft er alles aan gedaan om de veiligheid van de astronauten te garanderen, wetende dat elke schade aan de moedige mensen haar maanprogramma vele jaren terug zou kunnen zetten, of helemaal zou kunnen annuleren.
Een onderdeel van de verzekeringspolis is een nieuw ruimtepak dat is ontworpen om de Artemis II-bemanning zes dagen lang te ondersteunen – genoeg tijd om naar de maan en terug te gaan – voor het geval er zich een catastrofale gebeurtenis voordoet in hun Orion-ruimtevaartuig.
Een reddingsboot in een ruimtepak
Toen Jack Swigert, commandomodulepiloot van Apollo 13, op 13 april 1970 via de radio ‘Houston, we hebben hier een probleem gehad’, had een explosie van een zuurstoftank het ruimtevaartuig net ernstig beschadigd, slechts 56 uur onderweg naar de maan. De astronauten aan boord konden niet zomaar een U-bocht maken op 320.000 kilometer afstand van de aarde.
En omdat ze niet genoeg zuurstof hadden, verliet Swigert, samen met commandant Jim Lovell en maanmodulepiloot Fred Haise, hun kreupele ruimteschip en hurkte neer in de maanlander, en gebruikte het als een geïmproviseerde reddingsboot voor de aangrijpende reis naar huis.
Maar de Artemis II-missie – een lus van grofweg tien dagen rond de maan – vliegt zonder maanlander. Als de romp van de Orion-capsule om wat voor reden dan ook kapot gaat en zijn ademende lucht in de leegte blaast, kan de bemanning nergens anders heen. Het antwoord van NASA was om een soort reddingsboot rechtstreeks in hun pakken te bouwen.
Voor deze terugkeer naar de maan ging de ruimtevaartorganisatie ervan uit dat een dergelijk lek zou kunnen optreden en hadden ze een laatste verdedigingslinie nodig om de bemanning een week lang in een vacuüm in leven te houden. Het pak geeft astronauten een overlevingsvenster van 144 uur, de exacte tijd die nodig is om een translunaire vlucht af te breken, om de donkere kant heen te vliegen en terug naar huis te varen.
Hoe het gemaakt is
Het toepasselijk genaamde Orion Crew Survival System (OCSS) dient als dit draagbare toevluchtsoord. Volgens het agentschap Crew Systems-filiaal“kunnen de pakken astronauten tot zes dagen in leven houden als Orion tijdens zijn reis de cabinedruk zou verliezen, met interfaces die lucht aanvoeren en kooldioxide verwijderen.”
Dustin Gohmert, een werktuigbouwkundig ingenieur die aan Space Shuttle-kleding werkte voordat hij het OCSS-programma van het Johnson Space Center overnam, merkt op dat de uitrusting als een onafhankelijk voertuig functioneert. “Ze worden je eigen ruimtevaartuig van persoonlijke grootte dat tot zes dagen mee kan gaan”, zegt hij vertelde CBS News.
A Rondleiding door het NASA-laboratorium beschrijft het concept: “In feite is het ruimtepak een lichaamsvormige ballon die je persoonlijke sfeer vasthoudt”, uitsluitend voor gebruik binnen het schip. Het pak wordt via een dikke navelstreng rechtstreeks aangesloten op het Environmental Control and Life Support System (ECLSS) van de Orion-capsule. Deze kunstmatige slagader voorkomt dat de astronaut oververhit raakt door gekoeld water door zijn onderkleding te pompen. Tegelijkertijd fungeert de capsule als een mechanische long die de luchtvochtigheid reguleert, dodelijke kooldioxide verwijdert en een ademend stikstof- en zuurstofmengsel in de helm dwingt.
Astronauten eten en nemen medicijnen in de afgesloten ballon met behulp van een doorvoerpoort die in hun stijve helmkoepel is ingebouwd. Ze klikken zakjes met vloeibaar voedsel en water rechtstreeks in deze klep. Als iemand tijdens de zesdaagse beproeving ziek wordt, bevat de medische uitrusting van het schip een specifiek hulpmiddel dat pillen door dezelfde helmpoort duwt zonder de kostbare druk van het pak te laten ontsnappen.
Elk pak is zorgvuldig afgestemd op de individuele drager en gecombineerd met op maat gegoten, schokabsorberende stoelen voor lancering en terugkeer. Het pak heeft ook een ontwerp met geplooide stof, verborgen in de schouders, dat zich ontvouwt wanneer er druk op wordt uitgeoefend, waardoor de armen voldoende bewegingsruimte krijgen. De handschoenen zijn gesponnen uit robuuste materialen die feilloos samenwerken met de digitale touchscreens van Orion, terwijl interne microfoons en luidsprekers rechtstreeks in de helm zijn ingebed zodat de bemanning kan communiceren. Om te voorkomen dat ze in de krappe cabine blijven haken, lopen de communicatiedraden door een beschermd kanaal aan de rechterpoot.
Zweven zonder zwaartekracht in een krappe cockpit betekent dat een los snoer gemakkelijk een cruciale vluchtschakelaar kan vastgrijpen en een ramp kan veroorzaken. Om dit te voorkomen, hebben ontwerpers een asymmetrisch opbergsysteem rechtstreeks in de stof ingebouwd in plaats van vrachtzakken te gebruiken. De rechterdij is voorzien van een op maat gemaakt compartiment waarin de temperatuurregelknop zit en de dikke buizen die ijswater naar het ondergoed pompen, waardoor ze vlak tegen het been van de astronaut worden vergrendeld. Ondertussen leiden verborgen kanalen het elektronische brein dat het pak en de leidingen voor menselijk afval aanstuurt veilig uit de weg.
Wat als het schip sterft?
Er is slechts één probleem met de pakken, en er is geen manier om dit op te lossen: ze zijn afhankelijk van de ECLSS van het ruimteschip. Als het levensondersteunende systeem faalt, zullen de astronauten niet overleven, hoe goed hun ruimtepakken ook zijn ontworpen.
Om dat extreme scenario te vermijden, voorkomt de Orion-capsule een catastrofale ECLSS-storing door overlappende vangnetten te implementeren. Lockheed MartinDe ontwerpers en fabrikanten van het schip creëerden een levensondersteunende architectuur met dubbele secundaire pompen en back-upkleppen die automatisch in werking treden als de primaire hardware verstikt. De digitale hersenen van het schip hebben ook redundanties: vier identieke vluchtcomputers voeren de show tegelijkertijd uit. Als een softwareprobleem ze alle vier wegvaagt, neemt een volledig geïsoleerde vijfde computer (die een geheel andere code draait) het stuur over.
Als elk ruimtevaartuigsysteem faalt en de navelstreng stopt met stromen, vertrouwt de astronaut op iets dat de reddingsfles wordt genoemd. Deze in het pak geïntegreerde noodzuurstoftank bevat een kleine hoeveelheid ademende lucht.net genoeg om nog een laatste Weesgegroet-operatie uit te voeren, zoals het overschakelen naar een andere ECLSS-zuurstoflijn of uit de capsule stappen nadat hij in de oceaan is neergestort.
Tijdens een noodsituatie in de oceaan verandert de OCSS in een robuust maritiem overlevingsplatform. Het heeft de felle pompoenoranje tint geërfd van het oude Space Shuttle Advanced Crew Escape Suit (ACES) – een kleur die speciaal is gekozen zodat piloten in reddingshelikopters gemakkelijk een mens kunnen zien die in het open water dobbert.
Maar waar de oude ACES-uitrusting slechts ongeveer 10 minuten reddingslucht leverde voor noodsituaties in een lage baan om de aarde, heeft de OCSS een automatisch opblaasbaar persoonlijk drijfapparaat rechtstreeks in de architectuur ingebouwd. Aan deze reddingsboei is een zorgvuldig verpakt noodpakket vastgemaakt met daarin een persoonlijk lokalisatiebaken om reddingsdiensten te kunnen pingen; een gespecialiseerd reddingsmes; en een uitgebreide signaleringsvoorraad uitgerust met een spiegel, stroboscooplamp, zaklamp, fluitje en chemische lichtstaven.
Maar als de ECLSS tijdens de reis rond de maan instort. . . dat is het einde van de lijn voor de bemanning. Daarom moeten we, als we een rapport lezen of bekijken over hoe het met Artemis II gaat, goed opletten en nadenken over de zeer reële risico’s die deze vier helden lopen, vanaf het moment dat ze zichzelf vastbinden aan een vliegende bom vol met 5,75 miljoen pond explosieve brandstof tot het moment dat ze door de atmosfeer schieten en in de Stille Oceaan terechtkomen.
