在宇航員踏上月球表面之前,麻薩諸塞州的一家工程公司正利用一種反重力模擬器,確保他們在抵達後能夠有效執行工作。Atlas Devices 通過模擬月球的六分之一重力,協助工程師解決在太空探索中所面對的人體工學挑戰,這些挑戰最終將影響載人月球探索的成功。將人類帶回月球僅是挑戰的一部分,抵達後的每項任務,包括收集岩石樣本、卸載貨物和部署科學儀器,都必須在穿著笨重的太空服並面對六分之一地球重力的情況下進行。
然而,在這一切發生之前,工程師需要了解宇航員、設備和航天器如何在與地球截然不同的環境中協同運作。
Atlas Devices 利用反重力模擬器解決人體工學挑戰
Atlas Devices 並未專注於建造火箭或月球著陸器,而是開發幫助工程師解答另一組問題的技術。宇航員能否舒適地從儲存艙取出設備?扶手的位置是否能提供最大的幫助?在加壓探索服內執行日常任務需要額外的努力程度是多少?這些問題無法僅通過電腦模型來解答。Atlas Devices 專注於人機互動測試,讓工程師在設備飛行之前評估真實人員如何與硬件互動。透過測量運動、伸展、活動能力和人體工學,該公司的目標是及早識別操作挑戰,當設計變更仍然可行且成本較低時進行調整。
這項工作的核心是反重力卸載宇航員服測試評估裝置,簡稱 COASTER。該平台並未重建整個月球環境,而是模擬其最重要的特徵之一:減少重力。利用動態控制的懸掛卸載系統,COASTER 減少了測試對象所承受的有效重量,使工程師能夠研究在類似月球環境下自然行走、攀爬、提舉、跪下和使用工具的情況。每一個動作都有可能轉化為工程數據,工程師可以觀察宇航員如何執行特定任務,然後根據可量化的結果來改進硬件佈局、車輛內部、工作站或操作程序。
COASTER 和 EXCON 的結合提升任務效率
儲存艙的位置可能需要重新安置,工具介面可能需要重新設計,梯子或扶手的效果可能比預期的更好或更差。這些小變化會影響到宇航員在月球表面連續幾天或幾週的工作效率。為了支持這些評估,Atlas Devices 還開發了高保真探索服模擬器 EXploration CONop,簡稱 EXCON。雖然這不是一套可飛行的太空服,但該設備再現了太空服的整體幾何形狀以及工程師在規劃月球作業時必須考慮的許多人體工學限制。
COASTER 和 EXCON 結合使用,使工程師能夠評估程序、硬件和任務概念,並讓人員在執行現實任務時進行測試,而不僅依賴電腦模擬。
隨著 NASA 的阿爾忒彌斯計劃從展示宇航員能夠返回月球轉向建立持續的人類存在,這類工程越來越重要。未來的宇航員預計將進行地質野外工作、操作月球車、部署科學載荷、組裝地面基礎設施,並在持續數天甚至數週的任務中維護設備。成功不僅依賴強大的火箭和先進的航天器,還依賴成千上萬的工程決策,這些決策將決定宇航員抵達後的工作效率。這些決策很少成為頭條新聞,但往往決定了在月球表面能進行多少科學研究。
通過使工程師理解宇航員如何在任務啟程前與其設備互動,Atlas Devices 的工作影響著任務的設計。

