중성 부력 시뮬레이터

Neutral Buoyancy Simulator
중성 부력 시뮬레이터
Neutral Buoyancy Simulator tank from outside.jpg
Neutral Buoyancy Simulator is located in Huntsville, Alabama
Neutral Buoyancy Simulator
Neutral Buoyancy Simulator is located in Alabama
Neutral Buoyancy Simulator
Neutral Buoyancy Simulator is located in the United States
Neutral Buoyancy Simulator
위치앨라배마 주 헌츠빌
좌표34°39°11°N 86°40′39″w/34.65306°N 86.67750°W/ 34.65306, -86.67750좌표: 34°39°11°N 86°40°39°W / 34.65306°N 86.67750°W / 34.65306; -86.67750
지었다.1968
건축가.NASA
NRHP 참조85002807
중요한 날짜
NRHP에 추가됨1985년[1] 10월 3일
대표 NHL1985년[2] 10월 3일

중립 부력 시뮬레이터는 NASA의 조지 C에 위치한 중성 부력 풀이었다. 마셜 우주 비행 센터(MSFC).1968년 완공된 이후 1997년 해체될 때까지 이 탱크에서 엔지니어와 우주비행사가 하드웨어를 개발하고 절차를 연습했다.Marshall은 차량 외 활동(EVA)의 수중 시뮬레이션의 필요성을 인식하고 그 목적을 위해 연속적으로 더 큰 세 개의 탱크를 개발했다.중립 부력 시뮬레이터는 미국 승무원 우주 프로그램에 크게 기여했다.스카이랩, 우주왕복선, 허블우주망원경, 국제우주정거장은 모두 중성부력 시뮬레이터의 혜택을 받았다.1970년대 중반 존슨 우주 센터가 무중력 환경 시험 시설을 건설할 때까지 MSFC는 NASA 소유의 유일한 시험 시설을 가지고 있었는데, 이는 엔지니어와 우주 비행사들이 무중력 [2][3]: 1968-03 p.39 [4]조건에서 신체 움직임의 역학에 익숙해질 수 있게 해주었다.

시뮬레이터 내의 물은 온도 조절, 연속 재순환 및 여과되었습니다.수중 오디오 및 비디오, 압력복 환경 제어, 긴급 구조 및 치료를 위해 특수 시스템이 탱크에 통합되었습니다.생명 유지 장치는 이 시스템에 의해 최대 4개의 압력 적합 피험자에게 동시에 제공되었습니다.추가 시스템에는 데이터 수집 및 기록, 수중 조명, 모터의 특수 수중 공압 및 전력 작동, 밸브, 제어 장치, 그리고 높은 충실도와 기능성 엔지니어링 목업 및 훈련기에 필요한 표시기가 포함되었습니다.

동작 원리

중성 부력은 [5]우주의 무중력 환경을 시뮬레이션합니다.첫 번째 장비는 오버헤드 크레인을 사용하여 수영장 안으로 내려갑니다.그리고 나서 적합한 우주 비행사들이 탱크에 올라타 잠수부들을 지원함으로써 우주 비행사들은 부력이나 [5]질량 중심에 대한 회전 모멘트를 경험하지 않도록 무게를 더합니다.

중성 부력을 사용하여 미세 중력을 시뮬레이션하는 것의 단점 중 하나는 [6]물에 의해 나타나는 상당한 양의 항력이다.일반적으로 물속에서 천천히 작업을 수행함으로써 드래그 효과를 최소화합니다.중성 부력 시뮬레이션의 또 다른 단점은 우주인들이 우주복 안에 무중력 상태가 아니라는 것입니다. 따라서 정밀한 우주복 사이즈가 중요합니다.

원점 및 첫 번째 탱크

다음 항목도 참조하십시오.훈련 보조 도구로서의 중성 부력 시뮬레이션

NASA는 수년 동안 다양한 항공기로 제로g 비행을 해왔다.1959년, 프로젝트 머큐리 우주비행사들은 "보밋 혜성"이라고 불리는 C-131 사마리아 항공기에서 훈련을 받았습니다.비행기의 무중력은 한 번에 25초로 제한되며, 이는 몇 [7][8]시간 동안 지속될 수 있는 EVA를 실천하려는 노력을 방해한다.

1960년 5월 이전에 NASA는 수중 중성 부력 시뮬레이션의 가능성을 인식하고 그 효과를 테스트하기 시작했다.NASA는 볼티모어의 환경 연구 협회와 랭글리 연구 센터 근처의 수영장에서 중성 부력 시뮬레이션을 먼저 시도하기로 했다.방문객들과 다른 문제들이 이러한 노력을 방해했고, 그들은 스캇 카펜터가 적합한 첫 우주인이었던 맥도날드 학교로 운영을 옮겼다.그 후 1966년 9월 중순 제미니 11호를 통해 어려운 EVA를 발사한 후, 유인우주선 센터는 수중 시험 절차의 중요성을 완전히 이해하고 제미니 12호 승무원을 맥도날그로 [9][10][11][12]보내 훈련을 시켰다.

한편, MSFC는 거의 비어있는 S-IVB 로켓 스테이지를 우주 정거장으로 바꾸기 위해 EVA를 동원하는 아폴로 애플리케이션 프로그램을 기대하고 있었고, 하드웨어를 설계하는 사람들은 무중력 상태에 대한 문제를 철저히 이해할 필요가 있었다.MSFC의 Charlie Cooper는 Gemini 4 EVA의 영상을 검토하는 동안 중립 부력 운동이 EVA 계획에 도움이 될 수 있다는 이론을 세웠다.그와 찰스 D.주식회사들은 NASA의 스쿠버복 두 벌과 직경 2.4m, 깊이 8피트(2.4m)의 수영장을 가지고 이 아이디어를 추구했다. 이 수영장은 이전에 폭발적으로 금속 부품을 형성하기 위해 사용되었던 것이었다.1965년 11월 테스트에는 S-IVB 궤도 [3]: 1965-11 p. 18 [13]: p. 189 작업장으로 불렸던 초기 스카이랩 임무의 초기 단계인 ST-124와 J-2 엔진 추진제 사용 밸브의 제거가 포함되었다.

두 번째 탱크

1966년 1월, 이 기술의 효용성이 입증된 후, 근로자들은 중성 부력 시험을 위해 더 큰 폭발물 생성 탱크의 용도를 변경했다.더 큰 수영장은 직경이 25피트(7.6m), 깊이가 15피트(4.6m)였다.10피트(3.0m) 높이의 직경이 35피트(11m)인 Saturn V 파형 단면이 손상되었고, 꼭대기에는 원추형 지붕이 적절한 조명과 초기 탱크보다 더 큰 하드웨어를 위한 공간이 있는 현재 가열된 시설을 둘러싸고 있습니다.

두 번째 탱크의 예산은 특히 빠듯했다.그것은 Sears의 수영장 필터와 수열을 위한 인접한 증기 라인에 대한 수도꼭지를 포함했다.해조류는 약 1년 동안 화학자들을 고용하여 독특한 [13]: p. 190 배열에 적합한 화학 물질 균형을 찾아냈다.

초기 테스트에서는 다시 S-IVB 작업장(에어록 입출력 및 S-IVB 해치 커버 분리)[3]: 1966-01 p. 35 [13]: pp. 189–90 에 초점을 맞췄습니다.

Manufacturing Engineering 스케줄은 1967년 초부터 다음 해까지 많은 활동을 보였다.

두 번째 탱크는 Navy Mark IV에서 시작하는 압박복을 입고 우주 비행사가 훈련하는 것을 보았다.MSFC Manufacturing Engineering (ME) 연구소는 "어떤 깊이에서도 중성 부력을 유지할 수 있게 해주는" 정압 밸브를 개발했습니다.다이버들은 1966년 7월 마크 IV를 탱크에서 처음 시도했고, 앨런 빈은 1966년 9월 6일 탱크에서 "일반적인 우주인 활동"을 하는 데 2시간을 보냈다.제조 엔지니어링 디렉터 W. R. 쿠어스에 따르면 Bean은 "모든 S-IVB 워크샵 실험의 필수 시뮬레이션 방법 중 하나로 중성 부력에 대해 상당히 열정적이고 노골적이었다"고 합니다.이 훈련의 감독관인 스톡스는 빈의 다이빙은 장갑이 새면서 시작되었고 그의 마크 IV 슈트가 겨드랑이를 찢고 잠수부들의 도움을 받아 대피해야 한다고 보도했다.빈은 일반 스쿠버 [3]: 1966-07 p. 79 [13]: p. 190 장비를 착용한 채 운동을 계속했다.

1967년 11월 14일, 베르너 폰 브라운(사진)은 우주복을 입고 다이빙을 했다.물속에서 그는 S-IVB Aft 돔의 하드웨어를 검토하고 침투 씰을 설치했다.다음날 우주 비행사 고든 쿠퍼, 잭 루즈마, 브루스 맥캔들리스는 스쿠버 장비를 입고 같은 임무를 수행했다.이 사실을 알았을 때, von Braun은 "오해의 소지가 있다!스쿠버 장비로는 식은 죽 먹기입니다.가압된 수트 때문에 곤란해요![3]: 1967-11 p. 72

1967년 초, 시뮬레이터의 스케줄은 꽉 찼다.앨런 빈이 이 프로젝트에 대해 방문해서 상의했지만, 시뮬레이터의 목적은 우주비행사 훈련이 아니라 "MSFC가 개발한 하드웨어가 안전하고, 다루기 쉽고, 접근하기 쉬우며, 문제가 없다는 것을 확인하는 것이었다"고 F는 썼다.벨프는 3월 13일 폰 브라운에게 보고하였다.이때의 초점은 주로 아폴로 응용 프로그램 절차의 초기 개발에 맞춰졌다.이 프로젝트에 대한 빈의 열정에 힘입어 유인우주선센터는 MSFC와 협력해 필요에 따라 두 명의 우주인에게 의료 지원, 승무원 숙소, 시뮬레이션을 [3]: 1967-03 p. 26 위한 안전 상담 등을 제공했다.

같은 보고서에서 Belew는 사람들은 대부분의 작업에 양손을 사용할 필요가 있다는 것을 발견했다고 말했습니다.한쪽은 작업을 하기 위해, 다른 한쪽은 작업을 위해 레버리지(leverage)를 제공하기 위해서입니다.그는 또한 건물 4706에 [3]: 1967-03 p. 26 세 번째 탱크를 설치할 계획을 개략적으로 설명했다.

세 번째 탱크의 기초

초기에 Skylab(21.67피트(6.61m) 직경 24.3피트(7.4m) 높이) 및 파이프라인에 있는 기타 하드웨어를 사용한 테스트 절차를 위해 더 큰 시뮬레이터가 필요하다는 것은 분명했다.또한 이 건물을 짓기 위해서는 약간의 창조적인 자금 조달과 정치적 공작이 필요할 것이 분명했다.1966년 9월 12일 쿠어스는 베르너 폰 브라운에게 보낸 메모에서 "[빈]은 새로운 대형 중성부력식 시뮬레이터에 대한 우리의 계획에 대해 분명히 듣고 있었고, 이에 대한 그의 솔직한 질문에 대해 책임 있는 ME 직원들로부터 디자인 청사진을 보여주었다.그 결과 휴스턴은 이제 [3]: 1966-07 p. 79 잘 알고 있습니다."

추가 설비에 대한 예산이 없었기 때문에 관리자들은 툴링 자금과 자체 제작자를 사용하여 기존 설비를 수정하기로 결정했습니다.주식회사 측은 당시 사용 가능한 디렉터 재량형 펀드뿐이었다.탱크의 새 건물을 지을 수 없었기 때문에 모형과 시제품 건물 아래에서 누수가 발견되었습니다.이 누수로 인해 바닥 밑의 콘크리트가 약 2.4m[8피트 (8피트)]정도 필요했습니다."이에 따라 1967년 7월 130만 갤런(4900,000l)의 [3]: 1967-01 p. 107, 1967-07 p. 56 [13]: pp. 55, 190 물을 담을 수 있는 탱크를 지탱하기 위해 4706빌딩의 기초가 마련됐다.

Ed Buckbee는 자금조달 부정행위는 GAO(Government Accountability Office)의 감사와 질책을 촉진시켰지만 마샬이 그 일을 완수하는 [13]: p. 55 데 있어 창의성과 실용성에 대한 지식에 기여했다고 썼다.

세 번째 탱크

새 탱크의 용접은 1967년 10월과 11월에 이루어졌으며, 그 후 깊이 40피트(12m), 직경 75피트(23m)의 수영장이 거의 준비되었습니다.Kuers의 11월 20일 보고서에 따르면, "2톤 호이스트, 호흡 공기 시스템, 스쿠버 실린더 충전 시스템, 새로운 압축실, 건물 4706과 4705 사이에 위치할 트레일러에 계기 설치, 다이빙 벨과 에어로의 조달과 설치 등이 남아 있다.ck 및 엘리베이터의 설계, 조달 및 설치는 지상층과 상부 플랫폼 사이에서 작동하며 사람과 [3]: 1967-11 p. 72 장비의 이동에 모두 사용될 것입니다."

세 번째 탱크의 상단이 지붕 근처에 있어 대형 테스트 하드웨어를 삽입하는 데 어려움이 있었습니다.

테스트를 위한 최종 준비에는 몇 달이 더 걸렸다.엔지니어들은 도중에 발견된 누수를 수리하기 위해 탱크를 천천히 채우고 1968년 2월 29일부터 3월 11일 사이에 몇 개의 누수를 발견하고 수리했다.이에 따라 작업자들은 시험 장비를 설치하기 시작했다.탱크 상부와 주변 건물 지붕 사이의 간격이 낮기 때문에 인부들은 물속에서 부품을 조립하는 새로운 기술을 개발해야 했다.

우주인들이 압력복을 입고 잠수할 것이라는 전망이 나오면서, 유인우주선 센터(현 존슨 우주 센터)는 안전성에 대한 우려를 평가하는 운영준비검사위원회(ORI)의 형태로 MSFC에 새로운 차원의 안전성을 도입했다.위원회는 1967년 12월에 결성되었다.그들은 다양한 만일의 사태에 대한 준비 상태를 보여주기 위해 점검과 훈련을 수행했다.거의 1년 동안 탱크를 가득 채운 후, 적절한 우주 [3]: 1967-12 p. 37, 1968-03 pp. 15, 39, 1968-04 p. 82, 1968-07 p. 91, 1969-03 p. 69 비행사들을 위한 절차가 준비되었다.

새 탱크에서 가장 적합한 우주 비행사 다이빙은 아폴로 망원경 마운트 필름 회수 기술을 개발하기 위한 연습이었다.Paul Weitz와 Joseph Kerwin은 1969년 3월 4일 스쿠버 장비에서 에드워드 깁슨이 관찰하는 동안 아폴로 A5L 슈트(Apollo/Skylab A7L의 전신)를 입고 평행 레일과 트롤리 시스템으로 필름 검색을 연습했습니다.이들의 경험은 테더 구속 시스템, 우주복 공기 공급 장치의 열 교환기, 중성 부력이 되도록 탯줄을 조정하고, A5L 수트의 무게 시스템을 조정하고, 새로운 발 구속 [3]: 1969-03 pp. 69, 91 디자인을 만들었습니다.

건물 4705와 4706 사이에 통제실과 탈의실을 위한 트레일러가 추가되면서, 이 조합은 건물 4705로 불리게 되었다.

1969년부터 1997년까지

엔지니어들은 중성 부력 시뮬레이터를 디자인상의 뒤틀림을 해결하기 위해 사용했고, 우주 비행사들은 시뮬레이터에서의 경험으로부터 피드백을 제공했습니다.예를 들어, 1969년 8월 6일과 7일, 우주 비행사 오웬 게리엇, 월터 커닝햄, 그리고 러스티 슈바이카트는 아폴로 망원경 마운트 EVA 영화 검색 [3]: 1969-08 p. 27 시스템을 평가했습니다.

이 시뮬레이터의 고압실은 1969년 9월 24-25일 밤 녹스빌 인근에서 감압병을 앓고 있는 TVA 근로자가 치료를 받기 위해 MSFC로 공수된 후 의도된 용도로 처음 사용되었습니다.NASA와 TVA 의사들은 치료에 참석했다.1차 치료로 잠수부에게 약간의 개선이 있었지만 10월 20일 현재 회복은 더디다.그 환자는 척추에 병변이 생겼고 그 후 허리 아래쪽에 마비가 왔다.감각지각은 돌아왔지만 운동기능은 [3]: 1969-09 p. 125, 1969-10 p. 71 회복되지 않았다.

우주인들은 1970년대 [14]초 중성 부력 시뮬레이터에서 스카이랩 훈련을 실시했다.우주 비행사 콘래드와 커윈은 우주에서 [15]수리를 진행하기 전에 중성 부력 시뮬레이터에서 그들의 요구 사항을 시뮬레이션하여 스카이랩 2 EVA 임무를 준비했다.

우주왕복선 임무 STS-41-C의 승무원들은 솔라 [16]맥스 위성의 포착, 수리, 방출을 위한 훈련에 수개월을 보냈다.

중성부력 시뮬레이터는 [2][17]1985년에 국립역사기념물로 지정되었다.

엔지니어들은 절차를 계속 개발했고 우주인들은 허블 우주 망원경 임무와 1997년 탱크의 폐로를 통해 국제 우주 정거장 조립을 위해 시뮬레이터에서 훈련을 계속했다.

갤러리

Wikimedia Commons에는 중립 부력 우주 시뮬레이터와 관련된 미디어가 있습니다.
  • Astronauts practice rigging protective shielding on Skylab in the simulator, 1972

    우주비행사들은 1972년 시뮬레이터의 Skylab에서 보호 차폐 장치를 설치하는 연습을 하고 있다.

  • Astronauts practice assembly of the International Space Station, 1985

    1985년 국제우주정거장 우주인 조립 연습

  • Scientists practice activities in the simulator to understand complications of working in space, 1974

    과학자들은 1974년 우주에서의 작업의 복잡성을 이해하기 위해 시뮬레이터에서 활동을 연습한다.

  • Scientists Carolyn Griner, who would later become MSFC director, and Ann Whitaker train.

    나중에 MSFC 디렉터가 될 캐롤린 그리너와 앤 휘태커 훈련.

  • Main components highlighted.

    주요 컴포넌트가 강조 표시됩니다.

  • Astronauts train on Hubble Space Telescope

    우주 비행사들이 허블 우주 망원경으로 훈련하다

  • Astronauts practice changing out the Hubble Space Telescope's Wide Field Planetary Camera.

    우주인들은 허블 우주 망원경의 광시야 행성 카메라를 바꾸는 연습을 한다.

레퍼런스

  1. ^ "National Register Information System". National Register of Historic Places. National Park Service. January 23, 2007.
  2. ^ a b c "Neutral Buoyancy Space Simulator". National Historic Landmark summary listing. National Park Service. Archived from the original on 2008-01-11. Retrieved 2007-10-28.
  3. ^ a b c d e f g h i j k l m n von Braun, Wernher (2010), Buckbee, Ed (ed.), The Rocket Man: Wernher von Braun: The Man Who Took America to the Moon: His Weekly Notes: 1961–1969 (DVD), Steward & Wise Music Publishing, ISBN 978-1-935001-27-0
  4. ^ "Across the USA: News from Every State". USA Today. July 10, 1997. Retrieved February 19, 2012. ...for astronauts at the Marshall Space Flight Center has been declared inactive. The tank, built in '68, was NASA's first Neutral Buoyancy Simulator.
  5. ^ a b Strauss S (July 2008). "Space medicine at the NASA-JSC, neutral buoyancy laboratory". Aviat Space Environ Med. 79 (7): 732–33. PMID 18619137.
  6. ^ Pendergast D, Mollendorf J, Zamparo P, Termin A, Bushnell D, Paschke D (2005). "The influence of drag on human locomotion in water". Undersea Hyperb Med. 32 (1): 45–57. PMID 15796314. Retrieved 2008-08-27.
  7. ^ "Mercury Astronauts in Weightless Flight on C-131 Aircraft". Archived from the original on 2011-11-13. Retrieved 2012-02-20.
  8. ^ Golightly, Glen (October 20, 1999). "Flying The Vomit Comet Has Its Ups And Downs". space.com. Archived from the original on 2006-03-10.
  9. ^ 레빈, 라파엘 B:Null-Gravity 시뮬레이션.1960년 5월 9일-11일 제3회 항공우주 의학협회 연차총회에서 발표된 논문.
  10. ^ Trout, Otto F.; Loats, Harry L.; Mattingly, G. Samuel (Jan 1966). "A Water-Immersion Technique for the Study of Mobility of a Pressure-Suited Subject under Balanced-Gravity Conditions NASA TN D-3054" (PDF). NASA Contract Rep NASA CR. Archived from the original (PDF) on 2011-10-25.
  11. ^ Otto F. Trowt, Jr., Harry L. Loats, Jr. 및 G. Samuel Mattingly ["보충계약 NAS1-4059", 1966년 1월
  12. ^ Roylance, Frank D. (July 19, 2009). "Historic Mark". Baltimore Sun. Retrieved February 25, 2012.
  13. ^ a b c d e f Buckbee, Ed (2009). 50 Years of Rockets and Spacecraft. Morley, MO: Acclaim Press. p. 224. ISBN 978-1-935001-17-1.
  14. ^ "Neutral Buoyancy Simulator – Skylab Training". NASA. Archived from the original on August 16, 2016. Retrieved February 26, 2012.
  15. ^ 데이비드 J.Shayler, FBIS, Walking in Space, 2004, 페이지 213, Praxis 출판사.
  16. ^ "Neutral Buoyancy Simulator-Solar Max Testing". NASA. Archived from the original on March 14, 2016. Retrieved February 26, 2012.
  17. ^ Butowsky, Harry A. (May 15, 1984). "National Register of Historic Places Inventory-Nomination: Neutral Buoyancy Space Simulator" (pdf). National Park Service. 1984년과 1980년 사진 7장 첨부 (1.42MB)