Az osztrákok a jövő űrruháját kutatják

Különböző megközelítéseket alkalmaznak a jövő űrruhájának fejlesztésére. Ebben fontos szerepet játszanak az osztrák kutatók.

Annak érdekében, hogy az ember életben maradjon az űrben, számos pontnak meg kell felelnie az űrruhának. Oxigénnel kell ellátnia az embereket a légzéshez, el kell távolítania a kilélegzett szén-dioxidot, elegendő légnyomást kell biztosítania, szabályoznia kell a külső és belső hőmérsékletet, bizonyos mértékben el kell védenie a káros sugárzást és meg kell védenie az űrben található apró részecskéktől, az úgynevezett mikrometeoritoktól véd. Ettől eltekintve az embernek képesnek kell lennie arra, hogy a lehető legjobban mozogjon az űrruhájában.

Az 1961-es első emberi űrrepülés óta óriási előrelépés történt az űrruhák fejlesztése terén. Az alkalmazási profilok is jelentősen megváltoztak. Attól kezdve, hogy vészhelyzetben életmentő volt, az űrruha a második bőrré vált az űrhajókból való kiszálláskor vagy a Holdon járáskor. A következő lépés egy űrruha a bolygók - elsősorban a Mars - emberes leszállására. Ehhez jelentősen hozzájárulnak az osztrák kutatási eredmények.

Fontos megállapítások születtek a "Mars 2013" kutatási misszió során, amelyre az előző év februárjában került sor Marokkóban. A sivatag olyan körülményeket talált, amelyek összehasonlíthatók a Mars felszínével - ideális feltételek a szimulált űrruhában lévő tesztalanyok különböző helyzeteknek és feladatoknak való kitételéhez. "Szüksége van ilyen terepi adatokra. Eddig szinte egyetlen kutatási projekt sem volt világszerte" - mondja Gernot Grömer, a Mars 2013 igazgatója az Osztrák Űrfórumról.

Alekszandr Szamukutjajev orosz űrhajós belemerül

USA SPACE SHUTTLE ENDEAVOR CREW TCDT WALKOUT

Rick Mastracchio és Clayton Anderson űrhajósok szül

John "Danny" Olivas űrhajós, az STS-128 misszió spe

Mike Fossum és Ron Garan űrséták asszisztensek

Űrsikló Endeavour űrhajós Andrew Feustel i

A NASA űrhajósa, Patrick az ISS új kupakjába tart

A NASA kiadványa a NASA 35. expedíciójának repülőgépét mutatja

A NASA Mark Lee performin űrhajós fotója

Szkafander építése

A modern szkafander rétegek sokaságából áll, amelyek mindegyike különböző funkciókat tölt be. Kívülről az űrruha általában fehér, hogy visszatükrözze a napfényt. A szilárd szövetek, például a Kevlar, közvetlenül a világos színű burkolat alatt helyezkednek el, amely állítólag gátolja a hőmérséklet emelkedését közvetlen sugárzásnak kitéve, hogy megvédje az alatta lévő rétegeket a repedésektől. Szövetükben vízzel ellátott tömlők találhatók, amelyeket hőszabályozásra használnak.

Egy másik réteggel mélyebben a testet légzáró anyagból készült héj borítja, amelynek belsejében olyan légkör épül fel, amelynek a földfelszínen a légnyomás körülbelül egyharmada van. A nyomás megfelel a Mount Everest tetején fennálló feltételeknek, de a levegő másképp áll össze. Ennek így kell lennie, különben az űrhajósok magassági betegségben szenvednének. A légzésben a szokásos 20 százalékos földi oxigéntartalom helyett az űrruha 100 százalékos oxigént szállít.

A nyomás alatt álló űrruharétegen belül az űrhajósok speciális ruházatot viselnek, amelynek a lehető legjobban el kell szívnia az izzadságot, különben a nedvesség miatt a napellenző bepárásodik. Az extravehicularis tevékenységekben (EVA), amelyek során az űrhajósok akár kilenc órát töltenek űrruhájukban, valamilyen felnőtt pelenkát is viselni kell. Gyorsan átcsúszni a légzsilipen az űrhajóhoz vagy az űrállomás WC-jéhez nem lehetséges.

Iszik űrruhában, legfeljebb két liter űrtartalmú táskához csatlakoztatott szívószálon keresztül. Az űrhajós ételt is ehet gabona rúd változat formájában az űrruhában. Az űrruha sisakja általában műanyagból készül. Fejhallgató és mikrofon található az űrhajós és az űrhajó, az űrállomás és a földi vezérlés közötti kommunikációhoz.

Az űrhajós egyfajta léggömbön van abban a légkörben, amelyet magával hord. "Ha bar nyomásom lenne űrruhában, olyan lennék, mint egy felfújt Michelin-ember" - magyarázza Gernot Grömer a csökkent légnyomás tényét. Annak érdekében, hogy félúton mozoghasson, a nyomás alatt álló ruharéteget számos heveder és heveder tartja, különösen az ízületeken vagy a kéz területén.

Vannak azonban űrhajós jelentések arról, hogy a hosszú EVA során - például javítási munkák során - az űrruhák belsejében végzett fizikai erőfeszítések következtében a körmök leesnek. "Valójában ez volt a helyzet a kék körmökkel. De a kesztyűk sokkal jobbak lettek" - mondja Grömer. "Ma nagyon szokatlan megközelítéseket alkalmaznak az ergonómiáról is. Például az űrruha mechanikus ellennyomással." De erről később.

Típusok

Különböző típusok

Jurij Gagarin, az űr első embere űrruhát viselt, amelyet, mint utólag sok szovjet és amerikai amerikai, egyfajta köldökzsinór kötött össze űrhajójukkal. Az Apollo küldetések óta minden életmentő rendszer egyfajta hátizsákban hordozható, ami nagyobb függetlenséget jelent az expedíciók során. Az EVA-n az űrhajósok még mindig rögzített horgokkal és rendkívül robusztus kábelekkel vannak összekötve járműveikkel.

A cipőjükön lévő rögzítők segítségével az űrhajósok az űrállomás külső héjaihoz vagy robotkarokhoz fűzhetik magukat. De az űrruhákkal is lehetséges a szabad navigáció a nyílt térben. 1984-ben a NASA először használta a Menetes manőverező egységet (MMU), egyfajta övezett széket gázfúvókákkal. Ma az EVA űrhajósai egy egyszerűsített segítséget nyújtanak az extravehikuláris tevékenység mentésében (SAFER). Ez úgy működik, mint egy MMU, és állítólag visszahozza az űrhajósokat az űrhajójukba, ha minden más kudarcot vallana.

Nem minden szkafander van felszerelve annyira, mint az EVA. Néhányat, például a NASA Advanced Crew Escape Suitját kizárólag a rakétaindítások és leszállások túlélésére használják. Az űrsikló-program korai szakaszában az űrhajósok még a fel- és leszálláshoz sem viseltek űrruhát. A Challenger 1986-os katasztrófája óta az űrruhák ismét kötelezővé váltak. A felszerelés mellett az űrruhák szerelvényükben is különböznek egymástól.

A NASA EVA-hoz tervezett extravehicularis mobilitási egysége (EMU) a kéz, a kar, a láb, a láb, az alsó és a felső törzs egyes elemeiből áll, amelyek szoros rögzítőkkel vannak összekapcsolva. Az orosz Orlan űrruhát viszont fel lehet mászni a csomagtartón, ami időt takarít meg. Az EVA-ra való felkészülés már eltart egy ideig. "A felkészülés sok órával azelőtt kezdődik, hogy felöltözöl" - írja le Gernot Grömer. "Például az előzetes légzésprotokollal. Az űrhajós tiszta oxigént lélegez, mint egy űrruhában, hogy kimossa a nitrogént az áramkörből."

A Mars tesztelése

A Mars vagy más bolygók űrruhája további kihívásokat jelent. Ennek a lehető legjobb megoldások megtalálása érdekében az Osztrák Űrfórum (OeWF) kifejlesztett egy űrruhaszimulátort, amely sokféleképpen módosítható a különböző forgatókönyvek tesztelése céljából. Ennek a szimulátornak a legújabb generációja, amely nagyon hasonlít az űrhajózási űrruhához, Aouda.X néven szerepel. Szinte egy évvel ezelőtt, 2013 februárjában végeztek néhány kísérletet Aouda .X-szel a marokkói sivatag Mars-szerű táján.

"Megnéztük, hogy mely tárgyak feltétlenül szükségesek egy Mars-expedícióhoz, és ahol eddig kevés a tapasztalat. Ez vonatkozik az űrruhákra" - kommentálta Gernot Grömer az OeWF motivációját az űrruha fejlesztésével foglalkozni. Számos önkéntes űrrajongó a helyi kutatóintézetekkel közösen hozta létre az Aouda projektet. Ezt ipari partnerségekből és közpénzekből finanszírozzák.

"Elvileg az öltönyünk egy kicsit többet tehet, mint egy igazi öltöny. Néha úgy állítottuk fel, hogy megfeleljen egy orosz, néha úgy, hogy egy amerikai. Nagyon pontosan meg akarjuk érteni a gépet egy szkafander, de nincs annyi érzékelő, mint nálunk "- mondja Grömer az Aouda .X képességeit ismertetve.

Az eddigi legfontosabb megállapítások: "Egyszerű és robusztus öltönyt kell építenie a Mars számára." A Földtől való távolság miatt az űrhajósoknak képeseknek kell lenniük külső segítség nélkül szervizelni és javítani öltönyüket. A pótalkatrészek gyártásának 3D nyomtatása logikus megoldásnak tűnik. "Sokkal több autonómiát kell beépítenie az űrruhába is" - mondja Grömer. A Mission Control erős rádió késése miatt az űrruháknak fel kell szabadítaniuk viselőiket a feladatok alól. Például figyelmeztetniük kell viselőjüket, amikor bizonyos ellátási paraméterek elérik a kritikus értékeket.

Erre a célra az Aouda .X olyan csúcstechnológiás elemeket tesztel, mint a head-up kijelző, a beszédfelismerés, a gyorsulásérzékelők a kesztyűben és a kézmozdulatok. "Minimálisra kell csökkenteni az űrhajósok és az űrruha közötti interakció mértékét. Az öltönynek szabályoznia kell magát és autonóm módon kell működnie. Az űrhajós kognitív terhelését minimalizálni kell" - mondja Grömer. .

A 2013. július 16-i eseményekhez hasonló eseteket mindenképpen meg kell akadályozni. Luca Parmitano olasz űrhajósnak (@astro_luca a Twitteren) meg kellett szakítania űrhajó-küldetését, mert az űrruhája vize behatolt a sisakjába. A víz súlytalanságban jelentkező problémája: tapad a bőrre, és ha elegendő mennyiség van rá, el tudja takarni a szájat és az orrot. "Ez minden bizonnyal rémületes pillanat volt Parmitano számára. De a hűtőrendszer filigrán. Tucatnyi vonal és lezárás van" - mondja Grömer. "Itt szivárgás léphet fel. A jövőben egyfajta sznorkel integrálását tervezik vészhelyzetekre."

Jövő BioSuit

BioSuit jövőbeli koncepció

A jövőben az űrruhákat egészen másképp lehetne megépíteni, mint manapság. "Az űrruhák technikai csodák. Alapvetően miniatűr űrhajók, amelyek biztosítják a nyomást, az oxigént és a hőszabályozást az embereknek ahhoz, hogy túléljék az űr vákuumában" - mondja Dava Newman, az MIT professzora. "Ezekkel az öltönyökkel a legnagyobb probléma a merevségük." Ezért fejlesztik Newman és tanítványai egy új típusú űrruhát, a BioSuit-ot.

A BioSuit nem a levegőn keresztül, hanem a pontos illeszkedés révén fejti ki a szükséges nyomást az emberi testre. A testet ugyanúgy bekötik és megkötik, pontosan ugyanolyan nyomással, mint a hagyományos űrruhákban. "Az eredmény nagyon szexinek tűnik. Mint egy macskaöltözet" - mondja Gernot Grömer a BioSuit-ról. A NASA egykori főnöke nem tehetett mást, mint hogy hasonló benyomást szerezzen, ahogy a Wired beszámolja: "Mindig jó, ha különbséget tudunk tenni űrhajós és űrruhás űrhajós között."

A viselő javított rugalmassága mellett a BioSuit további nagy előnyt kínál: Ha lyuk jelenik meg benne, akkor nincs közvetlen nyomásveszteség. Ehelyett a kilyukasztott terület egyszerűen megjavítható valamilyen csúcstechnológiájú elektromos szalaggal. Egy osztrák anatómiai szakember adta a BioSuit egyik alapját. Dr. Karl Langer először a 19. században tanulmányozta az emberi bőr feszültségvonalait. Eredményeit ma felhasználják a BioSuit mintavételére.

A futurisztikus szkafanderrel kapcsolatos nagy probléma a viselőhöz való pontos alkalmazkodás. "A test alakja egy féléves Mars-út során változik" - magyarázza Gernot Grömer. Dava Newman határozottan meg van győződve koncepciójáról. A vákuumkamrában végzett vizsgálatok teljes színét a következő három évben meg kell valósítani.

Lásd Franz Viehböck űrruháját

Közben a Bécsi Műszaki Múzeumban elmerülhet az űrruhák múltjában. A "Space" kiállítás részeként megtekintheti többek között a Sokol KV2 űrruhát. Az alkatrészt 1991-ben viselte Franz Viehböck, az első osztrák az űrben. Kiállítva az ISS alvókészlete, egyfajta hálózsák az űrállomás számára, amelyet Ausztriában találtak ki és az űrutazókkal közösen fejlesztettek ki.