Helme mit Hologrammen – Die nächste Generation von Spacesuits

Nochin diesem Jahrzehnt wollen die US-Amerikaner auf den Mond zurückkehren – und zwar mit Menschen. Die brauchen nicht nur neue Raumschiffe, sondern auch neue Raumanzüge. In Zeiten von KI und Virtual Reality öffnen sich da derzeit ganz neue Möglichkeiten, es den künftigen Mondmenschen vor Ort so angenehm wie möglich zu machen.

Damit hat sich in dieser Woche die Konferenz SpaceCHI in Köln beschäftigt. CHI steht hier für Computer Human Interaction. Die Zusammenarbeit von Mensch und Computer also stand im Mittelpunkt. Denn da gibt es noch einiges zu tun …

Raumanzüge einst und jetzt

„Es ist ein kleiner Schritt für einen Mann, aber ein großer Sprung für die Menschheit“, sprach Neil Armstrong und hüpfte elegant von der letzten Stufe der Landefähre Eagle hinunter auf die Mondoberfläche. Elegant sah das aber nur aus, weil die Anziehungskraft des Mondes lediglich ein Sechstel so stark ist wie die der Erde. Deswegen glitt Armstrong geradezu in Zeitlupe in den grauen Mondstaub. Ansonsten konnte er sich in seinem Raumanzug alles andere als elegant bewegen.
„Viele glauben, dass das Raumanzugproblem gelöst ist, weil man das vor 60 Jahren gemacht hat“, sagt Jarle Steinberg, Chief Technology Officer beim Unternehmen Nåva Space im norwegischen Oslo. „Aber schon damals gab es auffällige Probleme, die immer noch nicht gelöst sind.“

 

Tests auf dem künstlichen Mond in Köln

So wiege ein Raumanzug immer noch 250 kg bis 300 kg und koste um die 250 Mio. € pro Stück. „Das ist einfach zu teuer“, klagt Steinberg. Und zu klobig. Und zu unpraktisch. Und damit ist er ungeeignet, um so in Serie zu gehen. Denn für den geplanten Bau einer Mondbasis werden viele solcher Anzüge benötigt.
Zusammen mit Europas Weltraumagentur ESA experimentiert Nåva Space derzeit mit leichteren Modellen. „Wir testen seit anderthalb Jahren Raumanzüge mit verschiedenen neuen Systemen“, erklärt der Chief Technology Officer.
Aktuell würden die Raumanzüge von Nåva Space in der ESA-Luna-Facility auf Herz und Nieren geprüft. Speziell geht es dort um die Frage, wie Mondstaub die Außenhaut der Anzüge beeinflusst. Luna ist eine riesige Halle auf dem Gelände des Europäischen Astronautenzentrums in Köln, in der die Mondoberfläche nachgebildet ist.

Doch die Gewichtsreduzierung bei Weltraumanzügen für den Mond hat ihre Grenzen und Risiken. Denn eine der Aufgaben eines solchen Anzugs besteht darin, den Träger sowohl vor dem Einschlag von Mikrometeoriten als auch vor extremen Temperaturschwankungen zu schützen. Sind die Anzüge dünner, muss gewährleistet bleiben, dass sich der Mensch darin trotzdem sicher fühlen kann.

Ein virtuelles Bild der Mondlandschaft

Um den Mond zu simulieren, reicht aber bisweilen auch Virtual Reality. „Mit dieser Technologie können wir besser trainieren und uns besser vorbereiten, ohne selber auf dem Mond zu sein“, betont Jarle Steinberg.
Hier übernimmt die Firma PaleBlue, ebenfalls aus Norwegen. Sie hat im Auftrag der ESA VR-Brillen entworfen, die den Astronauten die Mondoberfläche vor die Augen projizieren. „Wir nutzen existierende Scans von der Mondoberfläche, um eine virtuelle Umgebung zu erschaffen“, so Felix Gorbatsevich, der CEO von PaleBlue im norwegischen Stavanger.

 

Was schiefgehen kann, geht auch schief

Außerdem ließe sich so die Sonne im richtigen Winkel positionieren, um so die entsprechenden Schatten zu schaffen. „Aus dieser Art Training lernen wir eine Menge“, findet Gorbatsevich.
Lernen lassen sich virtuell vor allem solche Dinge, die in der Mondanlage Luna nicht simulierbar sind. „Wir können Situationen simulieren, die andernfalls sehr kostspielig oder sogar unmöglich wären, real durchzuspielen“, erklärt der PaleBlue-CEO. Dazu würde Feuer gehören, andere Notfälle oder ganz generell Dinge, die schiefgehen können.

In besten Händen

Eine weitere Aufgabe künftiger Raumanzüge wird nicht nach außen, sondern nach innen gerichtet sein: Sie sollen automatisch die Gesundheitsüberwachung ihres Trägers übernehmen. Müdigkeit, Stresslevel, Herzschlag, Temperatur und Flüssigkeitsverlust ließen sich in Echtzeit ablesen.
Zu Apollo-Zeiten übernahm noch die Bodenkontrolle in Houston dieses Monitoring, was sich aber als ungünstig erwiesen hat, da es eine Verzögerung von 2 s bis 3 s gibt, ehe die Informationen in Houston eintreffen – bei einem akuten Notfall wie einem Herzinfarkt oder Sauerstoffverlust wären das 3 s zu viel.

Der Helm als Leinwand

Das entscheidende Element bei der nächsten Generation von Raumanzügen wird der Helm sein, vor allem dessen Innenseite, die wie ein Display fungieren soll. „In unserer Arbeit integrieren wir Eyetracking in den Raumanzug“, erklärt Jiayu He, Ingenieurin am STAR LAB Centre for Robotics Research am King’s College London. Damit würden Astronauten nur mittels ihrer Blicke Dinge auswählen oder bedienen können. „Sie brauchen also keinen Körpereinsatz, und ihre Hände bleiben frei“, ergänzt He.

Ein Astronaut auf der Mondoberfläche könnte sich so Informationen über einen bestimmten Krater anzeigen lassen, indem er ihn schlicht 2 s anguckt. Dann erscheint zunächst ein Menü auf dem Display des Helminnern, aus dem er mit einem Wimpernschlag auswählen kann. Als Ergebnis werden ihm schriftliche Informationen oder Grafiken als Hologramme in der Tiefe an die Innenseite seines Helmes projiziert.

Bücken war gestern

Aber es kommt noch besser: „Angenommen, Sie wollen einen Stein auf der Mondoberfläche einsammeln“, führt die STAR-LAB-Ingenieurin aus. Dazu müssten Astronauten sich bücken und ihre Arme ausfahren. „Wenn wir aber unser Eyetracking mit der Steuerung eines Mondrovers verbinden, würde ein Blick des Astronauten auf den Stein ausreichen, damit der Rover losfährt und ihn einsammelt.“
Sobald diese Software mit den neuen Raumanzügen zusammengebracht ist, steht einer wesentlich entspannteren Rückkehr auf die Mondoberfläche also nichts mehr im Wege.