Dit nieuwe superruimtepak zit als een tweede huid

Ruimtepakken  zijn flink veranderd sinds de jaren '60, maar het is nog steeds lompe ruimtekleding die de bewegingen van de astronaut belemmeren. MIT-onderzoekers werken nu aan een ruimtepak die zit als een tweede huid – flexibel, lichtgewicht, en met kleine spoeltjes die werken als minispiertjes.

"Met een conventioneel ruimtepak zit je in principe in een gasballon die je voorziet van de benodigde 1/3 druk van de normale atmosfeer op aarde om je levend te houden in de ruimte,"  zei Dava Newman, een professor in lucht- en ruimtevaart en engineering aan MIT. "We willen dezelfde druk maken, maar dan door middel van mechanische tegendruk – direct op de huid, dus zonder luchtdruk. We combineren passieve veerkracht met actieve materialen."

Newman heeft de afgelopen tien jaar aan een flexibel, nauwsluitend ruimtepak gewerkt. In die tijd hebben zij en haar collega's aan "actieve compressiekledingstukken" gewerkt die "kleine, veerachtige spoelen die samentrekken door warmte" gebruiken. De spoelen zijn gemaakt van geheugenmetaal. Hierdoor 'herinnert' het ruimtepak (na verhitting) zijn oude vorm als het door een astronaut is gedragen.

Een post-doctoraalskandidaat in Newmans laboratorium, Bradley Holschuh, kwam oorspronkelijk met het idee van metalen spoelen in het ontwerp. Daarvoor was het grote probleem van nauwsluitende ruimtepakken hoe je in hemelsnaam een astronaut in een onder druk gezet strak pak kan proppen – en hoe je die er daarna natuurlijk weer eruit krijgt. Holschuhs doorbraak was het gebruik van geheugenmetaal als technologische oplossing hiervoor.

Om het metaal te bewerken rolde Holschuh de metaalvezels in "extreem strakke, millimeterdikke spoeltjes." Daarna verhitte hij de spoeltjes tot 450 graden Celsius om een 'grondvorm' te maken. Net zoals paperclips kunnen deze bij kamertemperatuur verbogen worden. Maar als het 60 graden worden, springen de vezels terug in de basisvorm waarin ze origineel gemaakt zijn.

"De onderzoekers rustten een elastische armband uit met een serie spoeltjes, waarbij de spoeltjes met een draad aan de armband waren gemaakt,"  schreef MIT. "Vervolgens maakten ze het andere uiteinde van de spoeltjes vast aan een spanningsbron en warmden de spoeltjes op door er stroom door te laten lopen. Deze trokken samen en trokken hiermee aan de draden van de armband, waardoor de elastische armband samentrok.

In één mogelijk ruimtepakontwerp zitten de spoelen in het midden van het pak en zijn deze met draden aan de uiteinden van het pak verbonden. Wanneer er stroom door de spoelen gaat, trekken ze samen en zouden ze het pak strakker trekken. Een andere optie is de spoelen strategisch over heel het pak te verdelen, met dezelfde resultaten. Holschuh vergeleek het met krimpfolie.

"Dit zijn eigenlijk zelf aantrekkende riemen," vertelde Holschuh, "wanneer je ze eenmaal aan hebt, kan je een spanning door de spoeltjes voeren en trekt het pak vanzelf strakker om je lichaam."

Het grootste obstakel nu is om het ruimtepak dicht te houden. Hiervoor heb je een constante hoge temperatuur nodig, dus energie, en dat is vrij oncomfortabel. Onderzoekers zouden een vergrendelingsmechanisme moeten uitvinden. Zodra Newman en haar team dat lukt, kunnen ze het pak ook voor andere doeleinden op aarde gebruiken.

"Je zou dit ook als een tourniquet kunnen gebruiken op het slagveld als iemand aan het doodbloeden is," zei Holschuh, "Als je pak sensoren heeft, dan kan het samenknijpen in het geval van letsel, zonder dat je erbij hoeft na te denken."

"Een geïntegreerd pak is interessant om over na te denken vanwege de lichamelijke prestaties," voegt Newman toe. "We proberen onze astronauten levend, veilig en mobiel te houden, maar deze ontwerpen zijn niet alleen maar voor in de ruimte."

Maar waarom zou je je beperken tot een oorlogssituatie? Het pak zou ook gebruikt kunnen worden in de geneeskunde en zeker ambulances hebben er behoefte aan. Ook professionele sportorganisatoren zouden hun spelers er graag in hebben rondlopen. En dit zou weer de weg kunnen vrijmaken – als de technologie goedkoop genoeg is – voor andere toepassingen. Wie wil er nou niet in zijn eigen krimpfoliepak rondlopen?