Vibrierende Schuhe – Astronauten sollen den Mars “fühlen”

Wenn die erste Person auf den Mars tritt, werden ihre Schuhe höchstwahrscheinlich für den Moment speziell kalibriert. Das Charles Stark Draper Laboratory, auch als Draper Labs bekannt, hat Stiefel entwickelt, von denen sie hoffen, dass Astronauten das sie umgebende außerirdische Gelände besser verstehen können.

“Wir nennen sie vibrotaktile Stiefel”, sagt Alison Gibson, Draper Fellow und ehemalige Studentin der MIT-Abteilung für Luftfahrt und Astronautik in einer Pressemitteilung. “Die Bequemschuhe haben eingebaute Sensoren und Vibrationsmotoren, die alle an einen kleinen Mikrocontroller angeschlossen sind, der die Sensordaten verarbeitet und ermittelt, welcher Cue an den Benutzer gesendet werden soll.”

Die Idee von Gibson beruht auf der Theorie, dass Schuhe visuelle Systeme in Bezug auf die Führung unterstützen und manchmal ersetzen können. Ein solider Stand auf dem Mars könnte schwer zu bekommen sein, und Raumanzüge in ihren derzeitigen Designs sind nicht für flexibles Gehen gedacht. Helme hemmen die periphere Sicht nur noch weiter. Die eingebauten Sensoren und die winzigen haptischen Motoren der vibrotaktilen Stiefel zielen darauf ab, den Forschern mehr Informationen über den Boden zu geben, auf den sie treten.

“Als wir das System getestet haben, fanden die meisten Teilnehmer die visuell-taktilen und visuell-reinen Hinweise einfacher zu verwenden als den taktilen oder keinen Präsentationsstil”, sagt Gibson. Die Hoffnung ist, dass selbst wenn die Schuhe nicht auf dem Mars landen, sie auch praktische Anwendungen haben könnten.

Navigationssysteme für Sehbehinderte könnten ein idealer Ort für ein taktileres Schuhwerk sein und als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme für Ersthelfer und Feuerwehrleute dienen, wenn sie rauchgefüllte Räume navigieren. Diese Informationen könnten Feuerwehrleuten auf ihren neuen Augmented-Reality-Helmen erscheinen.

Ein osteopathischer Arzt hilft sicherzustellen, dass Astronauten gesund im Raum bleiben

Jeden September geht die Sonne in der Antarktis auf und erstarrt erst im März. Der fünftgrößte Kontinent der Erde ist zu 98 Prozent mit Eis bedeckt, mit einer durchschnittlichen Temperaturspanne von -49 bis 26 Grad Fahrenheit. Die unbarmherzigen Bedingungen bedeuten, dass es keine Bäume oder Sträucher gibt, bei denen das Pflanzenleben hauptsächlich auf Moose, Pilze, Gräser und Flechten beschränkt ist.

Die kargen Bedingungen der Antarktis, die ihr den Spitznamen Weißer Mars eingebracht hat, machen sie zu einem guten Ort, um die Auswirkungen von Isolation und Leben in einer entlegenen Umgebung mit Parallelen zum Weltraum zu studieren. Der NASA-Flugarzt Richard Scheuring, DO, wird Anfang Oktober für sechs Wochen in die Antarktis fliegen, um die National Science Foundation (NSF) und ihre Forschungsteams zu unterstützen, die dort arbeiten werden. Dr. Scheuring wird die Operationsteams von McMurdo und South Pole sowie NSF-Expeditionen auf dem Eis medizinisch unterstützen.

In diesem redigierten Q-and-A teilt Dr. Scheuring die neuesten Entwicklungen in der Weltraummedizin und seine bevorstehende Mission, bei der er Astronauten auf der Internationalen Raumstation (ISS) unterstützen wird.

Was sind die neuesten Raumfahrtentwicklungen?

Die sich schnell entwickelnden kommerziellen Raumbemühungen bringen uns wirklich zurück in den Shuttle-Stil. Die NASA startet mit SpaceX und Boeing Besatzungen vom Kennedy Space Center in Florida zur Internationalen Raumstation Space Space.

Die jüngste Rede von einer Mondmission ist wirklich aufregend. Das letzte Mal, als wir auf der Mondoberfläche waren, war 1972.

Wie ist es heutzutage, sich um Astronauten im Weltraum zu kümmern?

Bei der NASA konzentrieren wir uns vor allem auf die Vorsorge, dh auf die Früherkennung von Krankheiten sowie auf die Untersuchung von Fähigkeiten und Fähigkeiten.

Wenn Astronauten auf Weltraummissionen sind, führen die Crew-Chirurgen jede Woche eine 15-minütige private medizinische Videokonferenz mit jedem Besatzungsmitglied an Bord der ISS durch. Wir fragen, wie sie essen, schlafen, trainieren, kacken und pinkeln. Wir besprechen ihre Arbeitsbelastung, das allgemeine Wohlbefinden und alle Probleme, die während der Woche aufgetreten sein könnten. Wir stehen den Crewmitgliedern rund um die Uhr zur Verfügung. Sie rufen unsere Zellen an, wann immer sie etwas brauchen, während wir zuhause Filme schauen.

Weltraummedizin ist oft telemedizinisch ähnlich, mit mehr Kommunikationsproblemen. Abhängig von der Verfügbarkeit des Satelliten können sich die Besatzungsmitglieder nicht immer mit uns verbinden. Die Fähigkeiten zur Diagnose und Behandlung können begrenzt sein, abhängig von der Kommunikation mit dem Boden und ob ein Arzt dort oben ist. Die ISS hat nicht immer einen Arzt vor Ort, obwohl derzeit NASA Astronaut Serena Aunon-Chancellor, MD, an Bord ist. Im nächsten Jahr wird der NASA-Astronaut Andrew Morgan im Juli für eine geplante 180- bis 200-tägige Mission starten.

Sie unterstützen eine 2019-Mission zur ISS. Was wird das mit sich bringen?

Ich werde für den Start nächsten Sommer für eine Woche mit meinem Crewmitglied nach Star City, Russland, reisen, um für seine Qualifikationssimulationen zu trainieren, und dann für etwa einen Monat mit der Crew nach Kasachstan reisen, um Quarantäne und endgültige Vorbereitungen zu treffen. Die Weltraummission ist ungefähr 180-220 Tage, und ich werde für die ganze Zeit auf Abruf sein. Zehn Tage vor Ende der Mission fahre ich mit meinem stellvertretenden Crew-Chirurgen nach Russland, um Landungsoperationen zu unterstützen.

Der menschliche Körper passt sich sehr gut an die Schwerelosigkeit an, wobei die wichtigsten Veränderungen im Muskel-Skelett-System auftreten. Ohne körperliche Gegenmaßnahmen diskonditioniert das Herz-Kreislauf-System aerob. Der Knochen- und Muskelverlust ist am stärksten in der Lendenwirbelsäule und den unteren Extremitäten ausgeprägt.

Die Astronauten werden vor dem Flug einer intensiven körperlichen Konditionierung unterzogen, um sich auf ihre Mission mit den Sporttrainern der NASA vorzubereiten, und dann dieses Kraft- und Konditionierungsprogramm im Weltraum beibehalten, bis sie wieder nach Hause kommen. Von dem Moment an, an dem sie nach Houston zurückkehren, etwa 24 Stunden nach der Landung in Kasachstan, beginnen sie ein intensives Aufarbeitungsprogramm mit den Trainern.

In drei bis vier Wochen arbeiten sie mit einem Sporttrainer, um wieder in den Zustand vor dem Flug zu kommen. Jeder ist wund, besonders in ihren gewichttragenden Gelenken, wenn sie zurückkommen, weil sie sich wieder an eine stärkere Anziehungskraft anpassen.

Was sind die häufigsten gesundheitlichen Beschwerden von Astronauten?

Sie wachsen zwei bis sechs Zentimeter im Raum, weil sich die Wirbelsäule in der Mikrogravitation entlädt, und schrumpfen Sie erwartungsgemäß ein wenig, wenn Sie zurückkommen. Schwerkraft rekomprimiert Ihre Wirbelsäule. Rückenschmerzen sind aus diesem Grund sehr häufig. Der Schlaf der Astronauten ist oft beeinträchtigt, da ihre normalen zirkadianen Rhythmus-Signale aufgrund des Verlusts von normalen Tag-Nacht-visuellen Signalen unterbrochen sind.

Diejenigen auf der ISS erleben 90-minütige Tag-und-Nacht-Zyklen. Melatonin kann helfen. Sobald ihr Schlaf wieder auf Kurs ist, tendieren sie dazu, alles in Ordnung zu bringen.

Weil kleine Mengen von Staub und Schmutz schwimmen, sehen wir auch, dass Fremdkörper in die Augen gelangen und kleinere Probleme der oberen Atemwege auftreten.

4 erstaunliche Dinge, die Nasa erfunden hat

Die NASA ist überall

In den letzten 50 Jahren hat die Weltraumbehörde der US-Regierung eine ganze Menge Zeug für Platz geschaffen. Aber mit seinem Jahresbudget von 17 Milliarden Dollar (10 Milliarden Pfund) hat es auch in anderen Bereichen einiges an Forschung und Entwicklung betrieben, und selbst seine Weltraumausrüstung hat es geschafft, so viele andere Dinge hier unten auf der Erde zu beeinflussen.


Die flüssigkeitsgekühlte Weltraumkleidung, die in den 70er Jahren von Mondastronauten getragen wurde, wurde angepasst, um den Opfern von Verbrennungen zu helfen. In den 80er Jahren half die Agentur bei der Entwicklung eines leichten Atemsystems für Feuerwehrleute. Und in jüngerer Zeit modifizierten Biologen die vom Hubble-Teleskop verwendeten Sternverfolgungsalgorithmen, um Fische und Eisbären zu verfolgen. “Die Liste geht weiter und weiter, aber nicht viele Leute wissen darüber”, sagt Daniel Lockney, Leiter des Technologietransfer-Programms mit Nasas Büro des Chief Technologist.

Lockney ist der Typ, zu dem Sie gehen, wenn Sie Zugriff auf Nasas Weltraum-Technologien haben wollen. Diese Woche haben er und seine Kollegen eine <span
class = “s1”> Katalog von etwa 1.000 Nasa-Software-Projekten, versuchen, <span class = “s1”> erleichtern es der Agentur Forschung, um den Rest von uns durchtröpfeln. Und in naher Zukunft plant er die Einführung einer Online-Software-Datenbank und eines Repositories, die die Räder noch mehr schmieren werden.

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Er ist stolz auf die Arbeit, die er und seine Kollegen machen, und er liebt es, über Nasas lange Geschichte zu sprechen. Wenn Leute erfahren, was Lockney tut, erzählen sie ihm oft von ihren liebsten Nasa-Erfindungen. Das kann Spaß machen. Aber manchmal ist es auch eine seltsame Erfahrung. Menschen nennen Dinge, die in der Nasa nicht erfunden wurden. “Es passiert die ganze Zeit”, sagt Lockney.

Die folgende Liste bietet eine Art Quiz. Es gibt acht Technologien, von denen vier aus dem Technologietransferprogramm der NASA hervorgegangen sind. Und vier nicht. Kannst du die Mythen von den Nasa-Wundern erzählen?

Raum Rose

OK, vielleicht ist das nicht wirklich ein Wunder, aber es ist trotzdem ziemlich cool. In den 1990er Jahren hat sich die NASA mit einer Firma namens International Flavors and Fragrances zusammengetan, um eine Rose im Weltraum zu züchten. Der Duft dieser Rose wurde synthetisiert und dann in einem “Außer-der-Welt-Parfüm” namens Zen abgefüllt. Antwort: Wunder

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Ja, die NASA hat Velcro in ihren Missionen eingesetzt. Nein, sie haben es nicht erfunden. Ein Schweizer Ingenieur namens George de Mestral kam in den späten 1940er Jahren dazu. Antwort: Mythos

Babynahrung

Die NASA gab Marietta Laboratories einen Vertrag, um mit Mikroalgen als einer Art Drei-in-Eins-Nahrungsquelle, Sauerstoffmotor und einem Entsorgungssystem für organische Abfälle zu experimentieren. Die Raumnahrungsarbeit hat nicht ausgereicht, aber Marietta würde uns die Technologie geben, um Nahrungsergänzungsmittel für Säuglingsnahrung herzustellen. Antwort: Wunder der NASA

Seetang

Tangs NASA-Verbindung geht zurück auf John Glenn 1962 Friendship 7 Mission. Der legendäre Astronaut hat Tang im Weltraum getrunken, aber er wurde für die Konsumenten erfunden, nicht für das Weltraumprogramm. Antwort: Mythos

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LKW-Verkleidungen

Alles begann, als Edwin Saltzman sein Fahrrad fuhr. Immer wenn große Lastwagen vorbeifuhren, wurde er von einem gewaltigen Luftzug getroffen. Da er bei der NASA gearbeitet hat, die eine Studie über den Luftwiderstand in Flugzeugen durchgeführt hat, war es ziemlich einfach, einen aerodynamischeren Lastwagen zu konstruieren.

Und in den späten Siebzigern waren seine Entwürfe überall. Antworten:

Wunder

Teflon

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Lockney sagt, dass er diese immer bekommt. Die NASA verwendet Teflon in Hitzeschilden, in Raumanzügen und sogar in Laderäumen. Aber Teflon wurde 1938 erfunden. Das ist lange bevor die NASA da war.

Antwort: Mythos

Raumfeder

In den 1960er Jahren entwickelte ein Erfinder namens Paul Fisher einen bemerkenswerten Stift, der in der Schwerelosigkeit funktionieren würde. Die NASA benutzte sie in der Apollo 7-Mission. Der Stift war ein Erfolg, aber als Fisher darauf kam, arbeitete er nicht für die NASA. Antwort: NASA-Mythos

Smartphone-Kameras

In den 1990er Jahren suchte ein Jet Propulsion Laboratory-Team nach Möglichkeiten, Kameras für interplanetare Reisen zu verkleinern. Sie kamen mit der Kamera auf einem Chip, auch bekannt als der CMOS-Sensor. Heute sind CMOS-Sensoren in den meisten Kamerahandys der Welt zu finden.

7 seltsame Dinge, die Astronauten im Weltraum passieren

1. Aufwachsen Ohne

die Schwerkraft zu reißen, werden Weltraumreisende in sechs Monaten auf der Internationalen Raumstation (ISS) um etwa drei Prozent größer. Dies liegt daran, dass die Wirbelsäule in der Schwerelosigkeitsumgebung frei expandieren kann. Sie werden auf ihre normale Größe “schrumpfen”, nachdem sie für ein paar Monate wieder auf der Erde waren.

2. Muskelschmelze

Selbst wenn du kein Bodybuilder bist, benutzt du ständig deine Muskeln auf der Erde, sogar einfach um die Schwerkraft zu bekämpfen. Aber im Orbit brauchen die Menschen keine Muskeln mehr, um sie zu unterstützen – und der Körper beginnt sich schnell anzupassen und befreit sich von unnötigem Gewebe. Muskeln beginnen zu verkümmern, dh sie werden kleiner und schwächer. 3. Entbeinte Muskeln sind nicht die einzigen Dinge, die im Weltraum verschwinden. Wenn Astronauten nicht genügend Bewegung bekommen, werden sie anfangen, Knochendichte zu verlieren. Aus diesem Grund gibt es auf der ISS ein Mini-Fitnessstudio, darunter zwei Laufbänder, zwei stationäre Fahrräder und eine spezielle Widerstandsmaschine zum “Gewichtheben” – da freie Gewichte ohne Schwerkraft ziemlich nutzlos sind.

3. Puff oben

Nach ein paar Wochen im Orbit wird sich die Flüssigkeit in den Körpern der Astronauten ohne Schwerkraft anders verteilen. Das Ergebnis? Sonderbar geschwollene Köpfe.

“Ohne Schwerkraft bewegen sich Körperflüssigkeiten zu deinem Kopf”, sagte die Astronautin Marsha Irvins zu Wired. “Es ist ein großartiges Face-Lift.”

4. Skinny down low

Aus dem gleichen Grund werden Weltraumreisende mit extrem dünnen Beinen enden – was ein Anblick sein muss, um auf einige der kräftigen Männer zu sehen, die für den anstrengenden Job ausgewählt wurden. “Wenn wir auf der Erde stehen, geht Blut in unsere Beine”, erklärt Nasa auf ihrer Website. “Das Herz muss extra hart gegen die Schwerkraft arbeiten, um das Blut rund um den Körper zu bewegen. Im Raum bewegt sich das Blut ohne den Sog der Schwerkraft zum Oberkörper und Kopf.”

5. Schlaflose Nächte (und Tage)

Dank kosmischer Strahlung – hochenergetische Teilchen, die durch das Sonnensystem strahlen – bekommen Astronauten in den ersten Wochen nicht viel Zzz. Viele haben berichtet, dass sie “Feuerwerkskörper” oder “Streifen” gesehen haben, die sie nachts aufgehalten haben.

Natürlich haben sie auch mit häufigeren Sonnenaufgängen zu kämpfen – alle 90 Minuten, um genau zu sein. Dennoch halten sie ihre Uhren auf koordinierte Weltzeit (UTC – ungefähr 2 Stunden hinter uns) und sie arbeiten von 9 Uhr morgens bis 5 Uhr nachmittags, genau wie auf der Erde.

Obendrein ist das Schlafen im Weltraum nicht gerade bequem – Astronauten an Bord der ISS müssen sich nachts in ihre Schlafsäcke schnallen, damit sie nicht abdriften. Manchmal rollen ihre Köpfe nach vorne und ihre Arme schweben über ihren Köpfen.

6. Immunsystem “deprimiert”

Laut einer Studie aus dem Jahr 2014 sind die Immunsysteme der Astronauten im Weltraum ernsthaft gefährdet.

“Dinge wie Strahlung, Mikroben, Stress, Schwerelosigkeit, veränderte Schlafzyklen und Isolation könnten sich auf das Immunsystem der Besatzungsmitglieder auswirken”, sagte Brian Crucian, Experte für biologische Studien und Immunologie der NASA, in einer Erklärung. “Wenn diese Situation für längere Weltraummissionen bestehen bleibt, könnte dies möglicherweise das Risiko von Infektionen, Überempfindlichkeit oder Autoimmunproblemen für Explorationsastronauten erhöhen.” Interessanterweise entwickelten sie auch eher latente Viren wie Windpocken, die nach einiger Zeit im Orbit “wiedererweckt” werden können.

7. Unkoordiniert

Die Anpassung an das Leben auf der Erde kann genauso schwierig sein. Einige Astronauten haben berichtet, dass sie Dinge fallen ließen, um sie in der Nähe herumschwimmen zu lassen – vergiss natürlich, dass die Schwerkraft sie auf den Boden schießen lässt.

Aber ihre fehlende Koordination auf der Erde ist nicht nur psychologisch.

“Ich wurde nie krank im Weltraum, aber ich fühlte mich nie großartig nach Hause kommen”, gab Marsha zu. “Wenn du zurückkehrst, fühlt dein Innenohr – das dich auf der Erde im Gleichgewicht hält und das für die Dauer deiner Reise ausgeschaltet ist – ein wenig Schwerkraft und wird unglaublich empfindlich.

Mein erster großer Höhenballon (HAB) Start

Letzte Woche hatte ich das Privileg, an meinem ersten Höhenballon oder HAB-Start in den (nahen) Raum beteiligt zu sein. Ich hoffe, dass dies der erste von vielen wird!

Paul Banks, ein Digital Inclusion Officer für Wigan Council, leitete die Einführung. Er wurde von Rob Jones und Pete Bell unterstützt, die auch im Nordwesten aufsteigen. Das Projekt engagierte auch zwei Wigan Borough Primary School Klassen, die unseren Fortschritt aus dem Klassenzimmer während des Tages verfolgen.

DER START

Wir kamen in den frühen Morgenstunden vor Ort im Chorley Equestrian Centre an, um uns auf den Start vorzubereiten. Je näher die Startzeit liegt, desto genauer können Flugweg und Landeplatz vorhergesagt werden. Dies basiert auf einer Reihe von Faktoren, wie der Größe des Ballons und der Nutzlast, der Aufstiegsgeschwindigkeit und der Höhenlage. Berechnungen mit Predict HabHub am Morgen fanden uns einen großartigen Landeplatz in der Nähe von Garstang in Preston. Das Gelände lag inmitten von Feldern ohne Wasser, Autobahnen oder Wohngebiete.
Ich half mit der Vorbereitung des Ballons für den Start, und in kürzester Zeit war es weg! Sobald die HAB gestartet war, rasten Pete und ich zum Auto, um den Ballon zu verfolgen und den Landeplatz zu finden. Das Ziel war, zuerst dorthin zu gelangen und die Nutzlast zu sehen (oder vielleicht sogar zu fangen!).

DIE JAGD

Ich genoss es sehr, den Ballon zu verfolgen und das Team zum Landeplatz zu navigieren. Wir verwendeten Radiosignale von der Ballon- und Tracking-Software, um zu sehen, wo sich der HAB zu jeder Zeit befand. Als Informationen eintrafen, wurden wir ständig darüber informiert, wo der potenzielle Landeplatz sein könnte.
Als der Landeplatz in Bewegung war und wir mit viel Zeit angekommen waren, trafen wir uns alle in einem Café in der Nähe wieder zu Tee und Kuchen. Sobald der Ballon platzt und anfängt abzusteigen, wären die Landeplatzinformationen genauer und wir würden wissen, wohin wir gehen müssen.

Leider platzte der Ballon früh auf 23.000 Metern und warf die erwartete Flugbahn vom Kurs ab. Jetzt, statt in der Nähe von Garstang zu landen, war der Landeplatz nach Rishton umgezogen, das gerade außerhalb von Blackburn lag, und wir hatten nicht lange, um dorthin zu gelangen ….

Wir rasten zurück zu den Autos und schossen die Autobahn runter. An einem Punkt sah es fast so aus, als ob die Nutzlast in einem Reservoir landen würde, was wir wirklich nicht wollten! In der letzten Sekunde, als wir gerade von der Autobahn kamen, sprang der Landeplatz wieder. Wir machten eine schnelle Anpassung und steuerten auf Brownhill zu.

DIE LANDUNG

Die Nutzlast landete weniger als 5 Minuten vor unserer Ankunft, so dass kein Fang involviert war. Wir haben es am Straßenrand im Vorgarten von jemandem gefunden, und es schien ihnen glücklicherweise nichts auszumachen.
Der Ballon war fast intakt und war nicht wie erwartet vollständig geplatzt. Wir vermuten, dass es einen Fehler gegeben haben könnte, der dazu führte, dass der Ballon früher absinkt.

Trotz des hektischen Endes des Abenteuers hatte ich eine tolle Zeit. Ich genoss es besonders, den Ballon in meiner Rolle als Navigator durch das Land zu jagen. Es scheint, dass HAB-Starts zwei Arten von Menschen erfordern: diejenigen, die über das technische Know-how verfügen, um den Ballon vorzubereiten und zu starten, und diejenigen, die ihn navigieren und verfolgen können. Ich bin definitiv in der letzteren Kategorie!

Als ich 13 Jahre alt war, habe ich den Film Twister gesehen, und ich wollte ein Sturmjäger werden. Jagen der HAB ist das nächste, was ich jemals zu dieser Ebene der Aufregung kommen werde, und ich liebte es!

Hier ist das bearbeitete GoPro-Video der ganzen Sache, und unten sehen Sie eine 3D-Karte des Flugweges, den der Ballon zurückgelegt hat.

Ich würde gerne mehr in die technische Seite der Dinge involviert sein und ich freue mich auf jeden Fall auf den nächsten Start.