Neutrale drijfsimulator

Neutrale drijfsimulator
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
Plaats Huntsville, Alabama
Coördineert 34 ° 39′11 ″ N 86 ° 40′39 ″ W/34.65306 ° N 86.67750 ° W
Gebouwd 1968
Architect NASA
NRHP -referentieNee. 85002807
Significante datums
Toegevoegd aan NRHP 3 oktober 1985[1]
Aangewezen NHL 3 oktober 1985[2]

De Neutrale drijfsimulator was een neutrale drijfvermogen pool Gelegen bij NASA's George C. Marshall Space Flight Center (MSFC). Ingenieurs en astronauten ontwikkelden hardware en oefenden procedures in deze tank in 1968 door zijn ontmanteling in 1997. Marshall erkende de behoefte aan onderwatersimulaties van extra voertuigen (EVAS) en ontwikkelde drie achtereenvolgens grotere tanks voor het doel.De neutrale drijfsimulator heeft aanzienlijk bijgedragen aan het American Crewed Space -programma. Skylab, de Ruimteschip, Hubble Space Telescope, en de Internationaal Ruimtestation hebben allemaal geprofiteerd van de neutrale drijfsimulator.Tot Johnson Space Center De MSFC construeerde de gewichtloze omgevingsfaciliteit in het midden van de jaren zeventig en had de enige testfaciliteit van NASA-eigendom waarmee ingenieurs en astronauten bekend konden worden met de dynamiek van lichaamsbeweging onder gewichtloze omstandigheden.[2][3]: 1968-03 p.39[4]

Het water in de simulator was Temperatuur bestuurd, continu gerecirculeerd en gefilterd.Speciale systemen werden geïntegreerd in de tank voor onderwater audio en video, druk-suit milieucontrole en noodredding en behandeling.De levensondersteuning werd tegelijkertijd door deze systemen verstrekt voor maximaal vier druk-passende onderwerpen.Aanvullende systemen omvatten data -acquisitie en opname, onderwaterverlichting, speciale onderwater pneumatisch en elektrische stroombewerkingen van motor, kleppen, bedieningselementen en indicatoren die vereist zijn voor high -fidelity en functionele engineering mockups en trainers.

Principes van operaties

Neutraal drijfvermogen Simuleert de gewichtloze omgeving van de ruimte.[5] Eerste apparatuur wordt in het zwembad verlaagd met behulp van een overheadkraan.Geschikte astronauten komen dan in de tank en ondersteunen duikers voegen gewicht toe aan de astronauten zodat ze nee ervaren drijvend kracht en nee rotatiemoment over hun Zwaartepunt.[5]

Een nadeel van het gebruik van neutraal drijfvermogen om te simuleren microzwaartekracht is de aanzienlijke hoeveelheid van sleuren Gepresenteerd door water.[6] Over het algemeen worden drag -effecten geminimaliseerd door taken langzaam in het water uit te voeren.Een ander nadeel van neutrale drijfvermogen simulatie is dat astronauten niet gewichtloos zijn binnenin Hun pakken, dus precieze maatstaf is van cruciaal belang.

Oorsprong en eerste tank

Zie ook: Neutrale drijfvermogen simulatie als trainingshulpmiddel

NASA heeft al vele jaren nul-G-vluchten op verschillende vliegtuigen gevlogen.In 1959, Project Mercurius astronauten getraind in een C-131 Samaritaan vliegtuigen, die de "werd nagesynchroniseerdBraaksel komeet". Airplane Weightlessness is beperkt tot 25 seconden per keer, wat inspanningen belemmert om EVA's te oefenen die uren kunnen duren.[7][8]

Vóór mei 1960 erkende NASA de mogelijkheid van onderwaterneutrale drijfvermogensimulaties en begon de werkzaamheid ervan te testen.NASA heeft Environmental Research Associates van Baltimore Om eerst neutrale drijfvermogen simulaties te proberen in een pool in de buurt Langley Research Center.Bezoekers en andere kwesties hebben die inspanningen verstoord, en ze hebben de operatie verplaatst McDonogh School waar Scott timmerman was de eerste astronaut die geschikt was.Dan, na moeilijke Evas door Gemini 11 Halverwege september 1966 begreep het bemande ruimtevaartuigcentrum volledig het belang van het testen van procedures onder water en stuurde de Gemini 12 bemanning om te trainen bij McDonogh.[9][10][11][12]

Ondertussen keek MSFC vooruit naar de Apollo Applications Program waarbij EVA's een grotendeels leegte kunnen omzetten S-IVB Rocket Stage in een ruimtestation, en de mensen die de hardware ontwerpen hadden een grondig begrip nodig van de uitdagingen van gewichtloosheid.Charlie Cooper bij MSFC theoretiseerde dat neutrale drijfoefeningen konden helpen met EVA -planning terwijl hij film van de Gemini 4 Eva.Hij en Charles D. Stocks hebben het idee nagestreefd met een paar NASA schuilplaats pakken en een diameter van 8 voet (2,4 m), 8 voet (2,4 m) diepe zwembad die eerder was gebruikt voor metalen onderdelen explosief vormen.Tests van november 1965 omvatten de verwijdering van de ST-124 en een J-2 Motor drijfgat gebruikventiel - Vroege stappen in een ontluikende stappen Skylab Missie, vervolgens S-IVB Orbital Workshop genoemd.[3]: 1965-11 p.18[13]: p.189

Tweede tank

Nadat het nut van de techniek was aangetoond, herstelden werknemers in januari 1966 een grotere explosieve vormingstank voor neutrale drijfvermogenstesten.Het grotere zwembad was 25 voet (7,6 m) diameter, 15 voet (4,6 m) diep.Een 10 voet (3,0 m) hoge 35 voet (11 m) diameter beschadigd Saturn v Gegolfde sectie met een conisch dak bovenop de nu verwarmde faciliteit met voldoende verlichting en meer ruimte voor grotere hardware dan de eerste tank.

Het budget voor de tweede tank was bijzonder krap.Het bevatte een zwembadfilter van Schenken en een tik in een aangrenzende stoom lijn voor waterwarmte. Algen betrokken chemici Bijna een jaar om een passend evenwicht tussen chemicaliën te vinden voor de unieke opstelling.[13]: p. 190

Eerste tests die opnieuw waren gericht op S-IVB-workshop: binnendringen en uitgang van luchtslossen en verwijdering van S-IVB luikbedekking.[3]: 1966-01 p.35[13]: Pp. 189–90

Het schema voor productie -engineering toonde zware activiteiten van begin 1967 tot meer dan het volgende jaar.

De tweede tank zag astronaut training in drukpakken beginnen met de Navy Mark IV.Het MSFC Manufacturing Engineering (ME) lab ontwikkelde een constante drukventiel die "het mogelijk maakte om neutraal drijfvermogen op elke diepte te handhaven."Duikers probeerden eerst de Mark IV in de tank in juli 1966, en Alan Bean Twee uur doorgebracht "typische astronautenactiviteiten uitvoeren" in de tank op 6 september 1966. Bean was "behoorlijk enthousiast en uitgesproken over neutraal drijfvermogen als een van de verplichte simulatiemethoden voor alle S-IVB-workshop-experimenten", aldus productie-engineering engineering engineeringDirecteur W. R. Kuers.Voorraden, de controller voor die oefening, meldde dat de duik van Bean begon met een lekkende handschoen gevolgd door zijn Mark IV-pak dat onder de arm scheurde en duikerondersteunde evacuatie nodig had.Bean ging verder met oefeningen in reguliere duikuitrusting.[3]: 1966-07 p.79[13]: p. 190

Op 14 november 1967, Wernher von Braun (Afgebeeld) nam een duik in een ruimtepak.Terwijl hij onder water was, beoordeelde hij de S-IVB AFT Dome-hardware en geïnstalleerde penetratieafdichtingen.De volgende dag, astronauten Gordon Cooper, Jack Lousma, en Bruce McCandless Voerde dezelfde taak uit in SCUBA -uitrusting.Toen hiervan op de hoogte werd gebracht, merkte Von Braun op: "Missieur! Met duikuitrusting is het een makkie. Het onder druk gezet is wat het moeilijk maakt!"[3]: 1967-11 p.72

Begin 1967 was het schema voor de simulator vol.Hoewel Alan Bean het project had bezocht en geraadpleegd, was de bedoeling van de simulator geen astronautentraining, maar om te verifiëren dat "de MSFC-ontwikkelde hardware veilig, eenvoudig te hanteren, toegankelijk en probleemloos is", schreef F. Belew in zijn13 maart Rapport aan von Braun.Focus was op dit moment grotendeels op de vroege ontwikkeling van procedures voor de Apollo Applications Program.Grotendeels vanwege het enthousiasme van Bean voor het project, de Bemande ruimtevaartuigcentrum Gecoördineerd met MSFC om twee astronauten te leveren op een as-neded basis, medische ondersteuning, bemanningsvertrekken en veiligheidsoverleg voor simulaties.[3]: 1967-03 p.26

In hetzelfde rapport zei Belew dat mensen het noodzakelijk vonden om beide handen voor de meeste taken te gebruiken - de ene om het werk en de andere te doen om hefboomwerking voor het werk te bieden.Hij schetste ook plannen voor een derde tank die werd geïnstalleerd in gebouw 4706.[3]: 1967-03 p.26

Stichtingen voor een derde tank

Het was al vroeg duidelijk dat een grotere simulator nodig was voor het testen van procedures met Skylab (21,67 voet (6,61 m) diameter met 24,3 voet (7,4 m) hoog) en andere hardware in de pijplijn.Het was ook duidelijk dat de constructie ervan een aantal creatieve financiering en politiek manoeuvreren zou vereisen.In zijn memo van 12 september 1966 aan Wernher von Braun, Onthulde Kuers, "[Bean] was blijkbaar verteld over onze plannen met betrekking tot de nieuwe grote neutrale drijftype simulator, en in antwoord op zijn punt blanco vragen hierover werd hij openhartig getoond de ontwerpblauwdrukken door verantwoord me personeel. Houston is nu op de hoogte. "[3]: 1966-07 p.79

Er was geen budget voor extra faciliteiten, dus besloten managers om een bestaande faciliteit te wijzigen door een tank erin te bouwen met behulp van gereedschapsfondsen en interne fabrikanten.Voorraden legden uit: "Het enige dat we hadden waren de discretionaire fondsen die op dat moment beschikbaar waren. We mochten geen nieuw gebouw voor de tank bouwen, dus werd een lek ontdekt onder het model en het prototypebuilding. Dit lek vereist ongeveer [8 voet ((8 voet (2,4 m)] beton onder de vloer om te repareren. "Aldus werd de basis van gebouw 4706 opgesteld in juli 1967, ter ondersteuning van een tank met 1.300.000 Amerikaanse gallons (4.900.000 L) water.[3]: 1967-01 p.107, 1967-07 p.56[13]: Pp. 55, 190

Ed Buckbee schreef dat de financieringsonregelmatigheden 'aanleiding gaven GAO (Government Accountability Office) Audit en berisping, maar droeg bij aan de Marshall -overlevering van creativiteit en pragmatisme om de klus te klaren. "[13]: p. 55

Derde tank

Lassen van de nieuwe tank vond plaats in oktober en november 1967, waarna een 40 voet (12 m) diep, 75 voet (23 m) diameter zwembad bijna klaar was.Het resterende werk, volgens het rapport van Kuers, omvatte de installatie van een "tweevoudig hijslucht, een ademhalingsluchtsysteem, een duikcilindervulsysteem, een nieuwe recompressiekamer, de installatie van de instrumentatie in een trailer die zich tussen gebouwen bevindt4706 en 4705, de inkoop en de installatie van een duikbel en luchtsluis en het ontwerp, inkoop en installatie van een lift om te werken tussen de begane grond en het bovenste platform en te gebruiken voor de beweging van zowel mensen als apparatuur. "[3]: 1967-11 p.72

De bovenkant van de derde tank die zo dichtbij het dak was, vormde uitdagingen voor het invoegen van grote testhardware.

De laatste voorbereidingen voor het testen duurden nog enkele maanden.Ingenieurs kozen ervoor om de tank langzaam te vullen om alle lekken onderweg te kunnen repareren, en ze vulden het, het vinden en repareren van een paar lekken, tussen 29 februari en 11 maart 1968. Aldus klaargemaakt, begonnen werknemers testapparatuur te installeren.Werknemers moesten nieuwe technieken ontwikkelen om onderwater onder water te assembleren vanwege de lage klaring tussen de bovenkant van de tank en het dak van het omsluitende gebouw.

Met het vooruitzicht dat astronauten duiken in drukpakken, introduceerde het Manned Spacecraft Center (nu Johnson Space Center) een nieuw niveau van veiligheid in MSFC in de vorm van een Operational Readiness Inspection (ORI) -comité die de faciliteit voor veiligheidsproblemen evalueerde.De commissie werd opgericht in december 1967. Ze voerden inspecties uit en hielden toezicht op oefeningen om bereidheid aan te tonen voor een verscheidenheid aan onvoorziene gebeurtenissen.Na bijna een jaar van een volle tank waren de procedures klaar voor geschikte astronauten.[3]: 1967-12 p.37, 1968-03 pp. 15, 39, 1968-04 p.82, 1968-07 p.91, 1969-03 p.69

De eerste geschikte astronaut duik in de nieuwe tank was een oefening om te ontwikkelen Apollo Telescope Mount Film ophalen technieken. Paul Weitz en Joseph Kerwin Apollo A5L -pakken aangetrokken (voorganger van de Apollo/Skylab A7L) en het ophalen van films door zowel parallelle rails als het trolley -systeem terwijl het trolley -systeem Edward Gibson waargenomen in scuba -uitrusting op 4 maart 1969. Hun ervaringen leidden tot een tether -beperkingssysteem, warmtewisselaar in de ruimte van de ruimte, de navelstreng aanpassen zodat het neutraal drijvende, tweaks was aan het weegsysteem voor het A5L -pak, en eenNieuw voetbeperkingsontwerp.[3]: 1969-03 pp. 69, 91

Met de toevoeging van trailers voor controle en kleedkamers tussen gebouwen 4705 en 4706, werd de combinatie aangeduid als gebouw 4705.

1969 tot 1997

Ingenieurs gebruikten de neutrale drijfsimulator voor het uitwerken van knikken in ontwerpen, en astronauten gaven feedback van hun ervaringen in de simulator.Bijvoorbeeld op 6 en 7 augustus 1969, astronauten Owen Garriott, Walter Cunningham, en Rusty Schweickart evalueerde het Apollo Telescope Mount Eva Film Retrieval System.[3]: 1969-08 p.27

De hyperbare kamer van de simulator zag zijn eerste gebruik voor het beoogde doel in de nacht van 24-25 september 1969, toen een TVA werknemer lijden decompressieziekte in de buurt Knoxville werd overgevlogen naar MSFC voor de behandeling die rond middernacht aankwam.NASA en TVA -artsen woonden behandelingen bij.De eerste behandelingsronde zorgde voor enige verbetering voor de duiker, maar herstel was langzaam vanaf 20 oktober. De patiënt had een laesie op zijn wervelkolom en daaropvolgende verlamming vanaf de taille.Zintuiglijke perceptie was terugkeren, maar geen motorfunctie.[3]: 1969-09 p.125, 1969-10 p.71

Astronauten uitgevoerd Skylab Training bij de neutrale drijfsimulator in de vroege jaren zeventig.[14] Astronauten Conrad en Kerwin voorbereid op hun Skylab 2 Eva -missies door simulerend Hun vereisten in de neutrale drijfsimulator voordat ze doorgaan met de reparaties in de ruimte.[15]

De bemanning van Space Shuttle Mission STS-41-C Maanden trainen voor het vangen, repareren en vrijgeven van de Zonne -max satelliet inclusief oefenen met behulp van de Bemande manoeuvreereenheid.[16]

De neutrale drijfsimulator werd uitgeroepen Nationaal historisch monument in 1985.[2][17]

Ingenieurs bleven procedures ontwikkelen en astronauten bleven trainen in de simulator voor de Hubble Space Telescope missies, en Internationaal Ruimtestation Montage door de ontmanteling van de tank in 1997.

Galerij

  • Astronauts practice rigging protective shielding on Skylab in the simulator, 1972

    Astronauten oefenen op tuiging beschermende afscherming op Skylab In The Simulator, 1972

  • Astronauts practice assembly of the International Space Station, 1985

    Astronauten oefenen assemblage van de Internationaal Ruimtestation, 1985

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

    Wetenschappers oefenen activiteiten in de simulator om complicaties van werken in de ruimte te begrijpen, 1974

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

    Wetenschappers Carolyn Griner, die later MSFC -directeur en Ann Whitaker Train zou worden.

  • Main components highlighted.

    Hoofdcomponenten gemarkeerd.

  • Astronauts train on Hubble Space Telescope

    Astronauten trainen op Hubble Space Telescope

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

    Astronauten oefenen de wijziging van de brede veld planetaire camera van de Hubble Space Telescope uit.

Referenties

  1. ^ "National Register Information System". Nationaal register van historische plaatsen. Nationale parkdienst. 23 januari 2007.
  2. ^ a b c "Neutrale drijfvermogen Simulator". National Historic Landmark Summary Listing. National Park Service. Gearchiveerd van het origineel op 2008-01-11. Opgehaald 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 Name America To the Moon: zijn wekelijkse aantekeningen: 1961–1969 (DVD), Steward & Wise Music Publishing, ISBN 978-1-935001-27-0
  4. ^ "Over de VS: nieuws uit elke staat". VS VANDAAG. 10 juli 1997. Opgehaald 19 februari, 2012. ... voor astronauten in het Marshall Space Flight Center is inactief verklaard.De tank, gebouwd in '68, was de eerste neutrale simulator van NASA.
  5. ^ a b Strauss S (juli 2008)."Space Medicine bij het NASA-JSC, Neutraal Bode 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). "De invloed van slepen op menselijke voortbeweging in water". Onderzee hyperb med. 32 (1): 45–57. Pmid 15796314.Gearchiveerd van het origineel op 9 juli 2009. Opgehaald 2008-08-27.{{}}: CS1 onderhoud: ongeschikte URL (link)
  7. ^ "Mercury-astronauten in gewichtloze vlucht op C-131-vliegtuigen". Gearchiveerd van het origineel op 2011-11-13. Opgehaald 2012-02-20.
  8. ^ Golightly, Glen (20 oktober 1999). "Flying the Vomit Comet heeft zijn ups en downs". Space.com. Gearchiveerd van het origineel op 2006-03-10.
  9. ^ Levine, Raphael B.: Null-Gravity Simulation.Paper gepresenteerd op de 3LST jaarlijkse bijeenkomst van de Aerospace Medical Association, 9-11 mei 1960.
  10. ^ Forel, Otto F.;Loats, Harry L.;Mattingly, G. Samuel (januari 1966). "Een water-immersietechniek voor de studie van de mobiliteit van een druk-geschikt onderwerp onder evenwichtige zwaartekrachtcondities NASA TN D-3054" (PDF). NASA -contractvertegenwoordiger NASA CR. Gearchiveerd van het origineel (PDF) op 2011-10-25.
  11. ^ Otto F. Trout, Jr., Harry L. Loats, Jr. en G. Samuel Mattingly ["NASA Contract NAS1-4059 met aanvullende overeenkomsten"], januari 1966
  12. ^ Roylance, Frank D. (19 juli 2009). "Historisch Mark". Baltimore Sun. Opgehaald 25 februari, 2012.
  13. ^ a b c d e f Buckbee, Ed (2009). 50 jaar raketten en ruimtevaartuigen.Morley, MO: Acclaim Press.p.224. ISBN 978-1-935001-17-1.
  14. ^ "Neutrale drijfsimulator - Skylab -training". NASA. Gearchiveerd van het origineel op 16 augustus 2016. Opgehaald 26 februari, 2012.
  15. ^ David J. Shayler, FBI's, Lopen in de ruimte, 2004, p. 213, Praxis Publishing Ltd.
  16. ^ "Neutrale drijfvermogen simulator-solar max testen". NASA. Gearchiveerd van het origineel op 14 maart 2016. Opgehaald 26 februari, 2012.
  17. ^ Butowsky, Harry A. (15 mei 1984). "National Register of Historic Places Inventory-Nomination: Neutral Bode Beroep Simulator" (PDF). National Park Service. en Bijbehorende 7 foto's, van 1984 en 1980. (1,42 MB)