Muscle Atrophy Research and Exercise System
मानव अनुसंधान सुविधा (एच. आर. एफ.) का हिस्सा, मसल एट्रोफी रिसर्च एंड एक्सर्साइज सिस्टम (एम. ए. आर. ई. एस.) को 5 अप्रैल 2010 (एस. टी. एस.-131) को एच. आर. एफ. एम. ए. आर. ई. एस. रैक के अंदर एक स्थिर स्थिति में लॉन्च किया गया था, जिसे एक बहुउद्देशीय लॉजिस्टिक्स मॉड्यूल (एम. पी. एल. एम.) में एकीकृत किया गया था और अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन में ले जाया गया था। जब तैनात किया गया, तो मैर्स को कोलंबस प्रयोगशाला में स्थित एक अंतर्राष्ट्रीय मानक पेलोड रैक (आई. एस. पी. आर.) के सीट ट्रैक से जोड़ा गया था। एम. ए. आर. ई. एस. सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षण वातावरण में मांसपेशी-कंकाल प्रणाली का अध्ययन करने के लिए एक लचीला और सटीक उपकरण प्रदान करता है। यह अंतरिक्ष अनुसंधान/मानव शरीर विज्ञान समुदायों के साथ-साथ चिकित्सा संचालन (एम. ई. डी. ओ. पी. एस.) अधिकारियों दोनों की सेवा करेगा, जो लंबी अवधि की अंतरिक्ष उड़ान के दौरान चालक दल के स्वास्थ्य को बनाए रखने के लिए जिम्मेदार हैं। एम. ए. आर. ई. एस. अंतरिक्ष उड़ान प्रतिभागियों की एक विस्तृत श्रृंखला को मात्रात्मक उत्तेजना प्रदान करने और इन चालक दल के सदस्यों के मांसपेशियों के प्रदर्शन को सटीक रूप से मापने में सक्षम है। हार्डवेयर को पाँच मुख्य घटकों में विभाजित किया जा सकता है। मुख्य इलेक्ट्रो-मैकेनिकल बॉक्स मुख्य इलेक्ट्रो-मैकेनिकल बॉक्स में शक्तिशाली MARES डायरेक्ट ड्राइव मोटर होती है जो सुविधा के मुख्य मैकेनिकल उत्तेजना प्रदान करती है। मोटर 3 एनएम से 900 एनएम की सीमा में टॉर्क का उत्पादन करने में सक्षम है। "रोजमर्रा की जिंदगी" से सामान्य टॉर्क मूल्यों के कुछ उदाहरण देने के लिए, एक ब्लैक एंड डेकर कॉर्डलेस ड्रिल में लगभग 12 एनएम का टॉर्क होता है, 120 एनएम बल के साथ 20 सेमी रेंच 24 एनएम का टॉर्क देता है और 4500 आरपीएम पर चलने वाले 2002 फोर्ड फोकस जेडटीएस में 183 एनएम का टॉर्क होता है। यह MARES डायरेक्ट ड्राइव मोटर 5 डिग्री/सेकंड और 515 डिग्री/सेकंड, या विलक्षण गति के लिए 343 डिग्री/सेकंड के बीच कोणीय वेग पर घूर्णन करने में सक्षम है। मुख्य डिब्बे में बिजली, नियंत्रण, पर्यवेक्षण और सर्वो ड्राइव इलेक्ट्रॉनिक्स, कूलिंग पंखे और एच. आर. एफ. वर्कस्टेशन और अन्य बाहरी उपकरणों को एम. ए. आर. ई. एस. से जोड़ने के लिए उपयोग किया जाने वाला एक कनेक्टर पैनल भी होता है, जैसे कि पी. ई. एम. एस. II। एम. ए. आर. ई. एस. मोटर को गति देने के लिए 8 किलोवाट तक की आवश्यकता हो सकती है लेकिन केवल कुछ दसियों मिलीसेकंड के लिए। अधिकतम बाहरी बिजली के उपयोग को कम करने के लिए, एम. ए. आर. ई. एस. एक बैटरी का उपयोग करता है, जिसे मुख्य डिब्बे में रखा जाता है, जो इन छोटी बिजली स्पाइक्स को लंबे समय तक वितरित करता है। एक बफर के रूप में बैटरी का उपयोग करते हुए, MARES एक विशिष्ट प्रयोगात्मक सत्र के दौरान औसतन 150-200 W की खपत करेगा। मानव संयम प्रणाली मानव संयम प्रणाली में पूरी तरह से समायोज्य कुर्सी शामिल है जिस पर चालक दल के सदस्य बैठते हैं, साथ ही साथ 5 से 95 प्रतिशत आकार के विषयों के साथ नौ संयुक्त विन्यासों का समर्थन करने के लिए बायोमैकेनिक्स विशेषज्ञों द्वारा डिज़ाइन किए गए समायोज्य लीवर, कनेक्टर, पैड, संयम और हाथ-पकड़ का एक सेट शामिल है। संयम प्रणाली का उद्देश्य अध्ययन के तहत मांसपेशियों के समूहों को अलग करना और एक स्वीकार्य विषय आराम बनाए रखते हुए संयुक्त और मोटर अक्षों के संरेखण को बनाए रखना है। संयम प्रणाली में एक पेंटोग्राफ भी शामिल है, जो कुर्सी को मुख्य डिब्बे के सापेक्ष स्थितियों की एक विस्तृत श्रृंखला में बदलने और घुमाने में सक्षम है। रैखिक एडाप्टर रैखिक एडाप्टर का उपयोग मोटर के घूर्णन को रैखिक आंदोलनों में बदलने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग किसी भी झुकाव पर एक या दोनों बाहों या पैरों का व्यायाम करने के लिए किया जा सकता है और इसमें हाथ-पकड़ पर बल और टोक़ संवेदक शामिल हैं। कंपन अलगाव कंपन अलगाव फ्रेम का उपयोग आई. एस. पी. आर. सीट ट्रैक और आई. एस. एस. से यांत्रिक रूप से एम. ए. आर. ई. एस. को अलग करके सुविधा बलों को एम. ए. आर. ई. एस. के आंतरिक रखने के लिए किया जाता है। लैपटॉप चालक दल के सदस्य को एम. ए. आर. ई. एस. संचालन को नियंत्रित करने और निगरानी करने की अनुमति देता है, जिसमें सेट-अप प्रक्रियाएं, प्रयोग चरण, डेटा प्रदर्शन, डेटा प्रसंस्करण, परिणाम सारांश और वांछित प्रयोग/व्यायाम परिदृश्य की प्रोग्रामिंग शामिल है। एम. ए. आर. ई. एस. सॉफ्टवेयर को पाठ, ग्राफिक्स और बातचीत संकेतों सहित अनुरूप निर्देशों के साथ सभी चरणों के माध्यम से विषय/प्रचालक का स्पष्ट रूप से मार्गदर्शन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह पूरी तरह से प्रोग्राम करने योग्य है, जिससे उपयोगकर्ता को मोटर के लिए बुनियादी नियंत्रण एल्गोरिदम के पूर्व-परिभाषित सेट से चयन करके जटिल आंदोलनों को स्थापित करने की अनुमति मिलती है, जिसे बुनियादी गति इकाइयों (बीएमयू) के रूप में जाना जाता है, और व्यायाम चरणों या दिनचर्या का एक क्रम बनाया जाता है। मांसपेशियों के संकुचन के प्रत्येक मोड के लिए एक बीएमयू होता है, जिसमें शामिल हैंः आइसोमेट्रिक (एक निश्चित लंबाई पर मांसपेशियों का संकुचन, अर्थात। कोई गति नहीं), समस्थानिक संकेंद्रित (मांसपेशियाँ एक स्थिर टोक़ पर सिकुड़ते हुए छोटी हो जाती हैं), समस्थानिक संकेंद्रित (मांसपेशियाँ सिकुड़ते हुए लेकिन एक स्थिर वेग पर छोटी हो जाती हैं), समस्थानिक और समस्थानिक विलक्षण (विस्तारित मांसपेशियाँ)। इसके अलावा, अधिक परिष्कृत प्रयोगात्मक सेटअप का समर्थन करने के लिए ग्यारह और बी. एम. यू. का उपयोग किया जाता है, जिनमें शामिल हैंः स्प्रिंग, घर्षण, अतिरिक्त जड़ता या द्रव्यमान, छद्म-गुरुत्वाकर्षण, स्थिति नियंत्रण, वेग नियंत्रण, टोक़/बल नियंत्रण, शक्ति नियंत्रण, भौतिक तत्व, विस्तारित टोक़ या बल नियंत्रण और त्वरित रिलीज। बी. एम. यू. को जटिल गतियाँ बनाने और पृथ्वी पर उपयोग की जाने वाली सामान्य व्यायाम दिनचर्या का अनुकरण करने के लिए अलग-अलग एम. ए. आर. ई. एस. प्रोफाइल में जोड़ा जा सकता है। इन प्रोफाइलों को वैज्ञानिकों और चिकित्सा संचालन अधिकारियों के सहयोग से जमीनी स्तर पर विकसित किया जा सकता है और एम. ए. आर. ई. एस. से जोड़ा जा सकता है। आई. एस. एस. ई. एस. ए. पर वैज्ञानिक अनुसंधान भी देखें-एम. ए. आर. ई. एस. संदर्भ अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन कोलंबस पर विज्ञान सुविधाएं (आई. एस. एस. मॉड्यूल) यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी अंतरिक्ष विज्ञान प्रयोग