Newsletter

 
Kosmiczny projekt z krakowskiej ASP

Michał Kracik, asystent w Katedrze Metodyki Projektowania i pracownik Wydziału Form Przemysłowych piszący niezależnie pracę doktorską na Akademii Sztuk Pięknych w Krakowie, opracował projekt hełmu kosmicznego – nieodłącznego elementu skafandra kosmicznego BioSuit ™ rodem z Ameryki. A wszystko to w ramach stypendium Fulbrighta w zespole prof. Davy Newman projektującym skafander kosmiczny BioSuit ™.


Me with Prof Dava Newman.jpg
Michał Kracik i prof. Dava Newman

Akademia sztuk pięknych i kosmos... Dla laika połączenie to może wydać się dziwne. Dlaczego zaprojektowałeś akurat hełm do skafandra kosmicznego?
Ukończyłem Wydział Form Przemysłowych  ASP w Krakowie, a stąd jest już zdecydowanie bliżej w kosmos. Projektanci są obecni wszędzie tam, gdzie pojawia się człowiek jako użytkownik przedmiotu, urządzenia czy przestrzeni. W historii rozwoju i budowy urządzeń dla załogowych lotów kosmicznych także pojawiali się projektanci. W związku z niekomercyjnym charakterem tych działań najczęściej pozostawali anonimowi. Obecnie NASA zatrudnia mały zespół projektantów, których głównym zajęciem jest praca nad modułami mieszkalnymi dla baz księżycowych lub marsjańskich czy też nad różnego rodzaju pojazdami do eksploracji obiektów pozaziemskich.
Zaprojektowanie kasku do koncepcji skafandra kosmicznego BioSuit ™ nie było moim pomysłem – to zadanie zostało mi zaproponowane, kiedy rozpocząłem stypendium w Massachusetts Institute of Technology.

 

Jak rozpoczęła się Twoja współpraca z profesor Newman?
Zaczęło się od rocznego stypendium badawczego dla doktorantów i młodszych pracowników naukowych. Stypendyści sami mogą wybrać instytucję w USA i nawiązać z nią kontakt. Mnie udało się skontaktować z prof. Davą Newman z MIT z Wydziału Aeronautyki i Astronautyki, która jest m.in. szefową zespołu pracującego nad koncepcją skafandra kosmicznego BioSuit ™. Profesor Newman zaproponowała mi wykonanie koncepcji kasku do skafandra BioSuit ™. Praca nad tym projektem trawała 9 miesięcy.

 

W jakim stopniu, podczas swojej pracy, brałeś pod uwagę wygląd, a w jakim stopniu praktyczne cechy takiego hełmu?
W związku z tym, że głównym zadaniem skafandra jest to, aby zapewnić astronautom warunki do życia i poruszania się w przestrzeni kosmicznej, jego cechy funkcjonalne są niewątpliwie najważniejsze. Wygląd kasku jest zdecydowanie mniej istotny i podyktowany jest w znacznej mierze cechami funkcjonalno-technicznymi zaproponowanego rozwiązania. Nie ukrywam jednak, że forma, proporcje, kolory stanowią nieodłączną część rozwiązania. Mimo że nie są najważniejsze, to jednak mają wpływ na odbiór całości. Mogą budzić zaufanie lub wątpliwości.

 

BioSuit helmet _moja ulubiona wizualizacja_.jpg 

Jak przebiegała praca nad projektem hełmu?
Moje główne zadanie polegało na zaprojektowaniu interfejsu – połączenia kasku ze skafandrem BioSuit™. Ten element projektu był i nadal pozostaje najtrudniejszym zagadnieniem. Tu muszę wyjaśnić: BioSuit™ to koncepcja skafandra kosmicznego, w którym ciśnienie na ciało ludzkie zapewnia nie gaz, tak jak to ma miejsce w dotychczas w stosowanych skafandrach, ale mechaniczny ucisk na ciało astronauty wywierany przez materiał o odpowiedniej elastyczności. Mechaniczny nacisk możliwy jest do zastosowania wszędzie, z wyjątkiem głowy i szyi – tam niezbędne jest zastosowanie ciśnienia co najmniej 1/3 atmosfery ziemskiej czystego tlenu. Połączenie elastycznego skafandra ze sztywną skorupą kasku, tak aby zapewnić komfort i swobodę ruchów, okazało się trudnym zadaniem.
W trakcie pracy nad projektem rozważałem wiele możliwości takich połączeń. Wybrana koncepcja najlepiej spełnia założenia dotyczące swobody ruchu, komfortu i widoczności, jest jednak stosunkowo skomplikowana technicznie. Wstępna analiza istniejących i rozwijanych technologii pozwala stwierdzić, że jest to rozwiązanie możliwe do wykonania.

 

Na czym polega owa koncepcja?
Ciśnienie znajdujące się w kasku ma naturalną tendencję do ucieczki. Może się wydostać tylko przez otwór wokół szyi, co powoduje, że kask niejako pchany jest do góry. Ten efekt ma dwie istotne konsekwencje – po pierwsze należy związać kask z tułowiem, po drugie ze względu na usztywnienie półelastycznego odcinka łączącego kask ze skafandrem przez ciśnienie znajdującego się wewnątrz tlenu, należy umożliwić pełną ruchomość głowie we wszystkich kierunkach. Obie te funkcje realizują tzw. sztuczne mięśnie (elektroaktywne polimery czy też siłowniki pneumatyczne bądz hydrauliczne). Za sterowanie odpowiedzialny jest system wykorzystujący między innymi miniaturowe żyroskopy i akcelerometry śledzące w czasie rzeczywistym ruchy głowy astronauty. W skrócie – kask podąża za ruchem głowy, zawsze zachowując bezpieczny dystans, co dodatkowo poprawia komfort – nie ma potrzeby stosowania pianek ciasno wypełniających przestrzeń między kaskiem a głową, tak jak ma to miejsce np. w kaskach motocyklowych. Dodatkowym atutem takiego rozwiązania jest możliwość wyświetlania istotnych informacji na przedniej szybie wizjera (tzw. head mounted display). Obecnie ze względu na niezależne ruchy głowy od nieruchomego kasku, zastosowanie takiej technologii mogłoby powodować poważne problemy w percepcji wyświetlanych informacji ze względu na brak synchronizacji ruchu głowy i kasku. Niewątpliwie bardzo istotną zmianą w stosunku do obecnego rozwiązania jest znaczne poszerzenie pola widzenia (szczególnie peryferycznego, m.in. stóp podczas chodzenia po powierzchni planety czy księżyca). Jest jeszcze sporo detali, o których mógłbym długo opowiadać, ale mam nadzieję, że udało mi się wyjaśnić główną ideę tego rozwiązania.

 

Jakie są Twoje dalsze „kosmiczne plany”? Zostajesz na MIT czy może jednak będziesz nad czymś pracował w Polsce?
Będę starał się jeszcze wrócić na MIT na rok, aby kontynuować badania nad tym projektem oraz pomóc w realizacji innego, związanego ze skafandrami kosmicznymi, w który byłem też zaangażowany podczas pierwszego pobytu na MIT. Z moją profesor tu na ASP mamy plany uruchomienia Pracowni Eksperymentów Projektowych, gdzie realizowane byłyby między innymi podobne kosmiczne projekty.

 

Dziękuję za rozmowę.

Rozmawiała Agata Olejniczak

Stypendium Fulbrighta – polski program Fulbrighta to zbiór programów stypendialnych obejmujących studia, badania naukowe i inną działalność akademicką polskich i amerykańskich instytucji naukowych. Więcej informacji tutaj.


edukacyjnykrakow.pl 2011-09-27