ENGINEERINGNET -- Projecten van het ESA, en hun Noord-Amerikaanse collega NASA lopen tot in de miljarden euro's In deze dimensies is het veiligheidsaspect van immens groot belang, elke fout, elke verkeerde beweging van de astronauten kan gevolgen hebben voor de gezondheid en tot hoge kosten leiden.
Op het eerste gezicht is het dus verbazingwekkend, dat voordelige structuurdempers zoals die van de TUBUS-serie van ACE in staat zijn om ESA- en NASA-missies te ondersteunen.
Bij nadere beschouwing wordt het echter duidelijk dat deze bij het afremmen van krachten een belangrijke rol spelen - ook bij gewichtloosheid.
Effectievere training tegen lagere kosten. Dat staat bij de Britse Qinetiq Group plc hoog in het vaandel. Sinds 2005 behoort Verhaert Space in Kruibeke, het toonaangevende Belgische bedrijf voor de integratie van ruimtesystemen, tot het gebied Qinetiq Space.
Naast het Britse Ministerie van Defensie behoren ook het ESA en organisaties van naam zoals de NASA tot hun klantenkring.
Klanten zoals deze vereisen high-end oplossingen. Daarin heeft het team van de Belgische dochteronderneming zich met zeer veel technische kennis gespecialseerd.
Hun oplossingen worden daarbij door grote veelzijdigheid en innovatie gekenmerkt. Zo behoort het construeren van een speciale loopband voor astronauten wegens het speciale toebehoren tot de projecten van Qinetiq Space.
Je zou zeggen, hardlopen is niets bijzonders. In tegendeel: Op zich is het een van de eenvoudigste activiteiten van de mens in het algemeen.
Bij gewichtloosheid is het echter zonder hulpmiddelen niet meer mogelijk om te lopen. Want als je eenmaal los bent van de grond heb je letterlijk geen houvast meer. In de ruimtevaart en in ruimtestations zijn astronauten daarom bij het trainen op loopbanden met starre vormdelen verbonden.
Met de frequente, intensieve training worden de negatieve effecten van gewichtloosheid op spieren en botten van de astronauten geminimaliseerd, zodat ze ook bij langere vluchten in de ruimte geen gezondheidsproblemen ondervinden bij hun terugkeer naar de aarde.
Omdat tijdens het testen de fixatie aan nauwelijks rekbaar rubber door de astronauten als onaangenaam werd beschreven, kreeg Qinetiq Space de opdracht een nieuwe generatie loopbanden te ontwikkelen.
De ruimtevaartspecialisten hadden daarbij een model voor ogen dat gebaseerd is op bungeejumping, zodat de trainende astronauten als het ware door hun eigen gewicht aan de grond kunnen worden gehouden.
Ruimtevaarder stelt nieuwe loopband bij gewichtloosheid op de proef
De Belgische astronaut Frank de Winne bracht in 2010 zes maanden door in het ruimtestation ISS. Hij kende de omstandigheden van de tot dan toe gebruikte loopbanden zeer goed.
Dit was een van de redenen, waarom de Belgische dochter van de Qinetiq Group plc hem als "proefkonijn" koos. De andere reden was dat gewichtloosheid op aarde niet zonder meer tot stand kan worden gebracht.
Frank de Winne moest aan boord gaan van een vliegtuig. Niet zomaar een vliegtuig, maar een als ZERO G gedoopte, voor bijzonder vluchten omgebouwde Airbus A300. Hier werden talrijke tests mee uitgevoerd.
Een week lang voerde het team per dag 31 zogenaamde paraboolvluchten uit. Bij deze vorm van vliegen, waarbij een parabool wordt "nagetekend", wordt gedurende 22 seconden gewichtloosheid gecreëerd.
Het gehele proces van een paraboolvlucht duurt twee minuten, waarbij het lichaam van de proefpersoon telkens weer tot 2 g, het dubbele van de zwaartekracht dus, moet verdragen. Bij gewone stervelingen kan deze voortdurende verandering misselijkheid veroorzaken.
Een astronaut daarentegen is door zijn training in staat zelfs onder deze omstandigheden nog te trainen en waardevolle testresultaten te leveren. Want de tot T2-Rack gedoopte loopband van de tweede generatie moet binnenkort in de ISS worden gebruikt.
Bij de training droeg Frank de Winne nu een harnas, dat via de bungees met de loopband is verbonden. De dempers van de TUBUS-serie dienen ook hier voor de veiligheid van het gehele systeem.
Drie van deze structuurdempers van ACE, die anders als industriële schokdempers dienen wanneer het niet op nauwkeurig stoppen aankomt, worden hier gebruikt. Eén TUBUS is in de pneumatische cilinder, de beiden andere in de rest van het systeem geplaatst.
Alle dempers hebben de taak de installatie in die gevallen te beschermen, waarin de aandrijfriemen voor de loopband gevaar lopen. In dit geval zou de cilinder een zeer hoge snelheid bereiken en aan het eind van de slag zou hij zwaar beschadigd raken. De beide andere dempers beschermen andere mechanische delen van de aandrijving.
TUBUS getest en goedgekeurd
Voordat de TUBUS-dempers van het type TS32-16 aan de loopband werden aangebracht, moesten ze eerst de ontwerpers van Qinetiq Space bv in Kruibeke en vervolgens ESA en NASA van hun geschiktheid overtuigen.
Met een speciale hogesnelheidscamera werden tests en effecten op de structuurdempers vastgelegd. Hiermee kon worden vastgesteld, dat de dempers onder de maximaal optredende belasting van 18,75 slechts 5,5 ms nodig hebben, om de kracht over een afstand van 12 mm af te remmen.
Daarmee beschikken ontwerpers en later de bezoekers van de ruimte ook bij onvoorziene worst-case-scenario's over meer dan voldoende reserves. Want overeenkomstig de specificaties van ACE uit Langenfeld in Rheinland zijn deze uit co-polyester-elastomeer bestaande machine-elementen in staat tot 26 Nm per slag te absorberen.
In het hier beschreven geval zijn lineair werkende modellen van de TUBUS gebruikt. Voor andere constructies kunnen ze ook als degressief of progressief werkend worden geleverd. Door hun ruimtebesparende bouwvorm kunnen ze in de pneumatische cilinder zelf worden aangebracht, wat bij de reeds beschreven functie een verplicht criterium was.
Met toelaatbare temperatuurbereiken van -40° C tot +90° C zijn de TUBUS-series voor gebruik "binnenshuis" in de ruimte en voor gebruik buitenshuis op onze thuisplaneet zeer goed geschikt. Omdat ze bestand zijn tegen vetten, oliën, chemicaliën en zeewater zijn ze op aarde voor vrijwel alle omgevingen geschikt.
Meer informatie:
www.ace-ace.com
Küchmedia
Bericht van de redactie: dit is een ingezonden mededeling, die mogelijk niet vrij is van commerciële invloeden. De verantwoordelijkheid voor de verstrekte technische en andere gegevens berust volledig bij de vermelde leverancier of fabrikant.
