Voet op de maan zetten is een hele prestatie. Maar vervolgens blijven staan, is dat ook, zo onthullen – stiekem toch wel enigszins lachwekkende – beelden waarop Apollo-astronauten veelvuldig onderuit gaan. En nu de Amerikanen op het punt staan om opnieuw mensen naar de maan te sturen, is de grote vraag: hoe houden we die nieuwe generatie astronauten op de been? Dat weten wetenschappers van MIT ook niet precies. Maar ze hebben nu wel alvast een manier gevonden om gevallen astronauten weer overeind te krijgen.
De wetenschappers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) hebben namelijk een robotbroek bedacht die het op de maan gestruikelde astronauten gemakkelijker maakt om weer op te staan. En dat is echt geen overbodige luxe, zo stelt onderzoeker Harry Asada. Want astronauten die de maan bezoeken, vallen nu eenmaal regelmatig. Dat zagen we tijdens de Apollo-missies (zie ook het filmpje hieronder) en gaan we tijdens de toekomstige bemande Artemis-missies naar de maan ongetwijfeld ook zien. “Astronauten zijn fysiek heel capabel, maar ze kunnen behoorlijk worstelen op de maan, waar de zwaartekracht een zesde van de zwaartekracht op aarde is, maar hun inertie nog hetzelfde is,” legt Asada uit. “Daarnaast is het dragen van een ruimtepak behoorlijk belastend en kan dat ruimtepak de bewegingsvrijheid beperken.”
Aan het werk
Tel daarbij op dat astronauten op de maan vaak ook nog best druk zijn en een ongeluk – in de vorm van een val of struikeling – zit in een klein hoekje. En dat zal tijdens toekomstige missies naar de maan echt niet anders zijn. Sterker nog; onderzoekers verwachten eigenlijk dat astronauten die in de toekomst de maan gaan bezoeken nog veel vaker ten val zullen komen. “Tijdens de Apollo-missies was het zo dat struikelende astronauten in tachtig procent van de gevallen bezig waren met opgravingen of een andere klus waar ze gereedschap bij gebruikten,” vertelt onderzoeker Erik Ballesteros. “Aangezien de Artemis-missies echt gericht zullen zijn op constructie (van een maanbasis, red.) en graafwerkzaamheden, is de kans op een val nog veel groter.”
Robotbroek
Voorkomen dat de astronauten vallen, is misschien lastig. Maar we kunnen ze wel helpen om weer overeind te komen, zo bedachten Asada en collega’s. En wel met behulp van een robotbroek die de astronauten als het ware net dat zetje geeft dat ze nodig hebben om – zonder al te veel inspanning – weer op de been te komen.
Eerder ontwerp
Het idee van zo’n ondersteunende robotbroek is niet nieuw. Asada ontwikkelde de broek ongeveer 10 jaar geleden reeds. Toen met het idee dat bijvoorbeeld bouwvakkers er weleens bij gebaat zouden kunnen zijn, omdat de robotbroek een stukje van de fysieke belasting van hun beroep weg kan nemen. Maar recent bedachten Asada en Ballesteros dat er ook buitenaardse toepassingen mogelijk zijn. En met enkele aanpassingen denken ze nu een robotbroek ontwikkeld te hebben die astronauten in de toekomst op de maan kunnen gebruiken om na een val weer overeind te komen. “Tijdens overleg met NASA ontdekten we dat valpartijen op de maan een serieus risico vormen,” vertelt Asada. “En wij realiseerden ons dat ons aangepaste ontwerp astronauten kan helpen om overeind te komen en weer verder te gaan met hun werk.”
Onderzoek
Om hun bestaande robotbroek zo goed mogelijk geschikt te maken voor deze mogelijke nieuwe toepassing, onderzochten de wetenschappers eerst hoe mensen van nature weer overeind komen na een val. Daartoe vroegen ze gezonde proefpersonen om weer overeind te komen vanuit een liggende positie. Vervolgens gingen de onderzoekers een stap verder en beperkten ze de bewegingsvrijheid van deze proefpersonen, zoals ook een ruimtepak op de maan dat zou doen. En daarop kregen de proefpersonen opnieuw de opdracht om vanuit een liggende positie op te staan. De proefpersonen bleken tijdens dat experiment weliswaar dezelfde bewegingen te maken als wanneer hun bewegingsvrijheid niet werd beperkt, maar die bewegingen kostten ze wel veel meer inspanning.
Extra kracht
Het experimentje wees grappig genoeg ook uit dat ongeveer 80 procent van de proefpersonen dezelfde bewegingen maakten wanneer ze uit een liggende positie opstonden. En de onderzoekers ontwikkelden vervolgens een robotbroek die deze bewegingen – in de juiste volgorde – kon ondersteunen. Om te kijken of de broek het ook echt gemakkelijker maakte voor de proefpersonen om op te staan, werd weer een experiment opgetuigd. Hierbij werd de bewegingsvrijheid van de proefpersonen opnieuw zodanig beperkt dat het leek alsof ze een ruimtepak aan hadden. Vervolgens kregen ze ook de robotbroek aan en de opdracht om vanuit een liggende positie weer op te krabbelen. Over het algemeen bleken de proefpersonen daarop veel minder inspanning te hoeven leveren om weer overeind te komen dan wanneer ze geen robotbroek droegen. “Het voelt een beetje alsof er een extra kracht met je meebeweegt,” legt Ballesteros uit. “Stel je voor dat je een rugzak draagt en iemand grijpt de bovenkant daarvan en trekt je daaraan op. Door de tijd heen voelt dat ook steeds natuurlijker.”
De komende tijd hopen de onderzoekers hun robotbroek verder te perfectioneren. Onder meer door deze lichter te maken. De volgende stap is dan om de broek onderdeel te maken van ruimtepakken en in die combinatie te testen in een omgeving waarin een beperktere zwaartekracht (zoals op de maan) wordt gesimuleerd. En wie weet, zien we de broeken uiteindelijk terug op de maan, waar astronauten misschien op lachwekkende wijze vallen, maar dankzij de broeken in ieder geval redelijk snel en gracieus weer opstaan.
