لباس های فضانوردی چگونه کار میکنند؟ (2)

لباس های فضانوردی چگونه کار میکنند؟
لباس های فضانوردی چگونه کار میکنند؟

* طرح آپولو

در ماموریت آپولو فضانوردان بر روی ماه به خوبی آن که در فضا حرکت می کنند راه بروند، لباس های فضانوردی برای پیاده روی های فضایی هم طراحی شده بودند.
 
لباس های فضانوردی ابتدایی که در زمان پرتاب موشک پوشیده می شدند، لباس های کمکی مورد نیاز بودند در زمانی که فشار از بین می رفت.
لباس های فضانوردی آپولو شامل این موارد می شدند:
* یک نایلون خنک کننده آبی به عنوان زیرپوش
* یک لباس با فشار چند لایه
* لایه درونی-نایلونی سبک وزن با سوراخ هایی بر روی آن
* لایه میانی- نایلون ورقه ورقه شده ازneoprene برای نگه داشتن فشار
* لایه بیرونی- نایلونی برای نگه داری لایه های دارای فشار زیرین
* پنج لایه ازMylar آلومینیومی بافته شده با چهار لایه ازDacron برای حفاظت از گرما
* دو لایه از Kapton برای محافظت بیش تر از گرما
* یک لایه از تفلون ورقه شده(نسوز) برای حفاظت از خراش
* یک لایه تز تفلون سفید(نسوز)
 
لباس فضانوردی دارای کفش، دستکش، کلاه برای ارتباطات و کلاه پلاستیکی کاملا تمیز(Helmet)است. در زمان پرتاب اکسیژن و آب خنک کننده توسط فضاپیما تهیه می شود.

برای پیاده روی فضایی فضانورد با یک جفت کفش، دستکش با سر انگشت های لاستیکی، یک دست فیلتر یا کلاه آفتابگردان برای محافظت از نور آفتاب و
یک کوله پشتی که اکسیژن، دستگاه دفع دی اکسید کربن و آب برای خنک کننده دارد، محافظت می شود کوله پشتی لباس فضانوردی وزنی معادل 82 کیلوگرم روی زمین و 14 کیلوگرم بر روی ماه دارد.

لباس های فضانوردی ابتدایی آپولو همچنین برای پیاده روی در ماموریت اسکای لاب Sky Labاستفاده شد.

در اوایل پرواز شاتل های فضایی فضانوردان لباس های فضانوردی قهوه ای رنگی می پوشیدند. مانند ماموریت های قبلی این لباس برای این مورد هم مورد استفاده قرار می گرفت که اگر فشار در کابین از بین رفت خطری متوجه فضانوردان نشود. طراحی این لباس ها همچنین بسیار شبیه به طراحی لباس ها آپولو بود.

وقتی که پرواز شاتل ها بیش تر جریان یافت، فضانوردان دیگر این نوع لباس ها را در زمان پرتاب نپوشیدند. در عوض آن لباس ها، آن ها لباس هایی با رنگ آبی روشن با چکمه هایی سیاه و یک کلاه ارتباطی (communications helmet) پلاستیکی سفید مقاوم و محکم میپوشیدند و این تمرین تا آن حادثه چالش برانگیز ادامه یافت.
 
بعد از آن حادثه ی پر انتقاد و چالش برانگیز، ناسا از تمام فضانوردان خواست در زمان پرتاب و برگشت به زمین لباس های دارای فشار را بپوشند. این لباس های نارنجی دارای فشار می باشند و به کلاه، کفش، دستکش، چتر نجات و محافظ جان که قابل باد شدن است. این لباس های فضانوردی برای مواقع ضروری ایجاد شده اند .. برای مواقعی که فشار درون کابین از بین برود یا مجبور بشوند در ارتفاع بلند در زمان پرتاب یا برگشت به زمین به بیرون بپرند. ما در مورد لباس های فضانوردی که اکنون استفاده می شوند در بخش بعدی یعنی واحد تغییر پذیری گردونه ای (Extravehicular Mobility Unit) که اختصارا EMU نامیده می شود برای پیاده روی از شاتل ها و ایستگاه فضایی بین المللی استفاده می شود.
 

* لباس های فضانوردی پیشرفتهEMU

پیش تر لباس های فضانوردی بیش تر از جنس هایی نرم و سبک ساخته می شدند ،امروزه EMU ها ترکیبی از سبکی و مقاومت بسیار زیاد را دارند تا هم راحتی را برای فضانورد به ارمغان بیاورد و هم تغییر پذیری بالا. خود لباس از 13 لایه تشکیل شده است، لایه خنک کننده ی داخلی(2لایه)، لایه ی فشار(2لایه) ، گرمای ناشی از ریز معلق های موجود در آسمان(8لایه)، و پوشش های بیرونی(1لایه). مواد استفاده شده در این لباس ها عبارتند از:
Nylon tricot
Spandex
نایلونUrethane ورقه شده
Dacron
نایلونNeoprene ورقه ورقه شده
Mylar
Gortex
Kevlar(ماده ای که در جلیقه های ضد گلوله استفاده می شود.)
Nomex
 
تمام این لایه ها در قالب یک لباس به هم دوخته و چسبیده می شوند. لباس های اولیه فضانوردی به صورت فردی و مخصوص یک نفر ساخته می شدند ولی EMU ها قسمت های مختلف با اندازه های مختلف را داراست که فضانورد می تواند با انتخاب اندازه قطعات مورد نظر خود آن ها را کنار هم بگذارد تا لباس خودش را درست کند.
 
قسمت های مختلفEMU عبارتند از:
+ قسمتی که وظیفه ی جمع آوری ادرار فضانورد را دارد و اختصارا
Maximum Absorption Garment (MAG) نامیده می شود.
 
+ خنک کننده آبی و تهویه ((Liquid Cooling and Ventilation Garment (LCVG) - که
وظیفه ی دفع گرمای اضافی تولید شده توسط فضانورد که در طول پیاده روی فضایی تولید می شود را بر عهده دارد.
 
+ قسمت اسباب وسایل الکتریکی ((EMU Electrical Harness (EEH) - وظیفه ی برقراری ارتباط برای داشتن ارتباط با واحد مربوطه و وسایلی زیستی
 
+ حمل کننده ی وسایل برای برقراری ارتباط ((Communications Carrier Assembly (CCA) - که دارای میکروفون و و گوشی(Earphone) برای برقراری ارتباط است.
 
+ نیم تنه ی پایینی لباسLower Torso Assembly (LTA) - که شامل نیم تنه ی پایینی لباس شلوار، مفصل و لولاهای مربوط به قوزک و زانوی پا، کفش ها و قسمت پایینی کمر است.
 
+ نیم تنه ی بالایی لباس ((Hard Upper Torso (HUT) - از پوسته ایی سخت از جنس فایبرگلاس برای محافظت از قسمت های نیم تنه ی بالایی یعنی بازوها ، بدنه، کلاه، کوله
 
+ پشتی و ماژول های کنترل
 
+ دست ها
 
+ دستکش ها- دستکش های بیرونی و داخلی
 
+ کلاه
 
+ کلاه آفتابگردان مانند فضانوردExtravehicular Visor Assembly (EVA)-برای محافظت فضانورد از نور آفتاب
 
+ کیف آب آشامیدنی ((In-suit Drink Bag (IDB )- که آب آشامیدنی مورد نیاز فضانورد را در طول پیاده روی فضایی تامین می کند.
 
+ بسته ی دوم اکسیژن ((Secondary Oxygen Pack (SOP)- که اکسیژن مورد نیاز در مواقع ضروری را تامین می کند
 
+ نمایش و ماژول کنترل ((Display and Control Module (DCM) - که وظیفه ی نمایش و کنترل برای اجرای PLSS را بر عهده دارد.
 
+ (Maximum Absorption Garment (MAG)):
پیاده روی های فضایی ممی تواند تا 7ساعت به طول بینجامد که در این مدت بدن فضانورد نیاز به دفع دارد.چون برای ایجاد فشار و از بین بردن فشار هم در لباس و هم در فضاپیما به زمان زیادی نیاز است، فضانوردان نمی توانند به فضاپیما ها بروند و مشکل خود را برطرف کنند به خاطر همین یک نوع جمع کننده ادرار در لباس تعبیه شده است و زمانی که پیاده روی فضایی تمام شد فضانورد از دست آن راحت می شود!
 
+ خنک کننده ی آبی و تهویه ((Liquid Cooling and Ventilation Garment (LCVG )
LCVG یک دست از Nylon tricot و Spandex به عنوان یک زیرپوش بلند که با یک لایه نازک از لوله های پلاستیک پوشیده می شود. آب سرد از طریق این لوله ها به حرکت در می آید تا گرمای اضافی تولید شده توسط فضانورد را از بین ببرد. آب از طریق کوله پشتی فضانورد از طریق یک لوله ی مرکزی وارد می شود.
 
+ قسمت اسباب الکتریکی ((EMU Electrical Harness (EEH):
این قسمت از یک دست سیم های ارتباطی و وسایل زیستی که توسط فضانورد حمل می شود تشکیل شده است.این قسمت ارتباط با رادیو و وسایل زیستی در کوله پشتی را برقرار می کند.این قسمت همچنین اجازه ایجاد برقراری ارتباط و همچنین نمایش علام حیاتی را می دهد(مانند میزان تنفس،ضربان قلب، درجه حرارت و....)
 
+ حمل کننده ی وسایل برقراری ارتباطCommunications Carrier Assembly (CCA):
CCA یک کلاه است که فضانورد می پوشد. این کلاه میکروفون و سخنگو (Speaker) برای استفاده از رادیو را دارا می باشد. این کلاه همچنین به هنزفری های رادیویی اجازه برقراری ارتباط را می دهد.

+ نیم تنه ی پایینی (Lower Torso Assembly (LTA ):
LTA یک قسمت از EMU است که شامل شلوار، لولاها و مفصل های مربوط به قوزک پا و سرزانو ها ، کفش ها و نیمه ی پایینی کمر می باشد.این قسمت توسط یک حلقه فلزی با قسمت نیم تنه ی بالایی جفت می شود.LTAیک کمر بند دارد که با بستن آن از باد شدن لباس در فضا جلو گیری می کند.
 
+ نیم تنه ی بالاییHard Upper Torso (HUT):
HUTیک پوسته ی سفت از فایبرگلاس است که به شکل جلیقه درست شده است. HUT ازبازوها،بدنه ی پایینی، کلاه ، کوله پشتی فضانوردو ماژول های کنترل حمایت می کند.این همچنین می توانند یک قطعه کوچک حامل را هم نگه دارد. تمام تکه با یک اتصال سریع به HUT تبدیل می شوند.
 
+ بازوها:
قسمت بازوها،شانه ها، قسمت بالایی دست و لولاهای آرنج تا فضانورد بتواند دستش را در جهت های گوناگون حرکت دهد.قسمت دست EMU در اندازه ای مختلفی وجود دارد تا فضانورد بتواند اندازه ی مورد نظر خود را پیدا کند و بپوشد.قسمت دست ها هم بهHUTوصل می شود با یک اتصال سریع.
 
+ دستکش ها:
همانند دست ها دستکش ها هم دارای وسیله هایی برای حرکت دادن بند های انگشت هستند.آن ها با یک اتصال کوچک به دست ها متصل می شوند. سرانگشت دستکش ها دارای پوششی پلاستیکی است برای این که فضانورد بتواند به راحتی اجسم را در دست خود بگیرد. فضانورد همچنین یک دستکش درونی برای راحتی بیش تر در زیر دستکش خارجی می پوشند. دستکش خارجی هم چنین دارای یک کمربند است تا وسایل را در کنار هم قرار دهد.
 
+ کلاه Helmet :
کلاه ازموادی تمیز، مقاوم و پلاستیکی پلی کربنی ساخته شده است و به HUT با یک اتصال کوچک متصل می شود. در پشت کلاه عرق جمع می شود چون کلاه بیش تر ثابت می ماند تا این که همراه سر فضانورد حرکت کند.Helmet دارای یک منفذ است تا دی اکسید کربن در زمانی که به اکسیژن کمکی نیاز باشد از آن خارج شود. در کلاه اکسیژن از پشت سر و جلوی دهان فضانورد سرازیر می شود.در داخل کلاه برای جلوگیری از تجمع بخار آب یک ضد بخار بر روی آن تعبیه شده است تا دید فضانورد را خراب نکند.
 
+ کلاه آفتابگردان مانند فضانورد (Extravehicular Visor Assembly (EVA
EVAبالای کلاه (Helmet) نصب می شود و دارای قسمت های زیر است:
*یک فیلتر فلزی-طلا- برای فیلتر کردن نور خورشید
*یک پوشش محکم و مقاوم برای محافظت از برخورد و حرارت
*چشم بند هایی تنظیم شدنی برای برگشت دادن نور خورشید
*چهار لامپ
*یک دوربین تلویزیونی
+ کیف آب آشامیدنیIn-suit Drink Bag (IDB)
 
فضانوردان تا 7 ساعت و یا شاید بیش تر در فضا می مانند و به آب نیازمند می شوند.بنابراین IDBقرار داده شده است که در یک کیسه ی پلاستیکی در درون HUTسوار شده است.IDB می تواند 1.9 لیتر آب را که دارای یک لوله، یک نی است و در مقابل دهان فضانورد تعبیه شده است را نگه دارد.
 
در درون کلاه همچنین یک قسمت که دارای میوه و غلات است قرار دارد تا در صورت این که فضانورد احساس گرسنگی کند بتواند آن را میل کند. قسمت انبار غذا طوری طراحی شده است تا فضانورد بتواند یک گاز بزند و باقی مانده را به بالا بکشد و همچنین اگر از غذای موجود استفاده شود می بایست برای جلوگیری از به پرواز در آمدن خرده غذاها آن را تا آخر خورد ولی فضانوردان ترجیح می دهند قبل از پیاده رویی فضایی غذا بخورند تا این که در درون لباس فضانوردی این کار رابکنند.
 
+ سیستم حیاتی اولیهPrimary Life-Support Subsystem (PLSS):
PLSS کوله پشتی است که توسط فضانورد پوشیده می شود. این مخزن اکسیژن(0.54 کیلو گرم در فشار 518 اتمسفری مخزن)،فیلتر های کربن دی اکسید، آب خنک کننده(4.6 کیلوگرم) رادیو، منبع الکتریکی، فن های تهویه و سیستم هشدار دهنده را شامل می شود. اکسیژن از بالای سر فضانورد به داخل لباس فضانوردی شارش پیدا می کندو از پاها و آرنج خارج می شود.
 
یک بار درون PLSS هوا از یک منفذ از زغال چوب عبور می کند تا بوهای آن را بگیرد و بعد از محفظه پاک کننده کربن دی اکسید عبور می کند.گاز ازیک فن عبور می کند وبعد به یک تصعید کننده برای از بین بردن بخارهای آب موجود و برگرداندن آن ها به محفظه خنک کننده ی آبی. گاز در دمای12.8 سانتی گراد نگهداری می شود. فضانورد می تواند دما، فشار، و شارش گاز را از طریق کترل های روی DCM تنظیم کنند. PLSS می تواند تا 7 ساعت اکسیژن مورد نیاز را تامین و کربن دی اکسید را دفع نماید.
 
باتری هایEMU از 11 سلول از جنس روی تشکیل شده است که به صورت سری به هم متصل شده اند.باتری حدود 27آمپر ساعت جریان الکتریکی را تولید کند که می توانذ در شاتل دوباره شارژ شود.
 
+ بسته ی اکسیژن دومینSecondary Oxygen Pack (SOP):
SOP اکسیژن ضروری را تامین می کند که در کوله پشتی فضانورد در زیرPLSS تعبیه شده است. این دارای 2 مخزن اکسیژن است که روی هم رفته دارای 1.2 کیلوگرم اکسیژن در فشار408 اتمسفری مخزن است.این اکسیژن برای 30 دقیقه کافی است که این مدت زمان برای برگشت فضانوردان به فضاپیما کافی است.این مخزن اکسیژن به صورت خود کار شروع به کار می کند زمانی که فشار اکسیژن در داخل لباس به 0.23 اتمسفر افت کند.


+ نمایش و ماژول کنترل
+ Display and Control Module (DCM )

DCM یک واحد است که بر روی سینه سوار می شود. این شامل تمام سوئیچ ها، موقعیت نما ها، دریچه ها و نمایشگر LCD برای اجرای DCM. PLSSرا می توان برخی مواقع می توان به کمک آینه ای که بر روی آستین فضانورد تعبیه شده است دید.
 
علاوه بر این موارد EMU دارای موارد زیر هم هست:
* لوله های خنک کننده و سرویس دهندهServicing and Cooling Umbilical (SCU) -ارتباطات به اکسیژن، منبع تغذیه، مخابرات،و خط های آبی
Airlock Adapter Plate (AAP)- زمانی که فضانورد در حال پوشیدن لباس است قطعات دیگر را نگه می دارد.
* نور و دوربین کلاه- نور و دوربین های اضافی را برای کنترل نمایش زمین
* آینه های سوار شده بر روی آستین-به فضانورد برای مشاهده موقعیت نما ها بر روی DCM کمک می کند
* چک لیست تعبیه شده بر روی آستین- روش های پیاده روی فضایی را برای آنان یادآوری می کند.
 
+ لوله های سرویس دهنده و خنک کننده ((Servicing and Cooling Umbilical (SCU):
SCU یک لوله ی اصلی است که شامل لوله های دیگر برای خنک سازی آبی، سیم های الکتریکی برای منبع تغذیه و لوله ها برای اکسیژن. SCU استفاده می شود برای تهیه آب ، منبع تغذیه و اکسیژن برایEMU زمانی که فضانورد در حال آماده شدن برای پیاده روی فضایی است.این به این امر کمک می کند که تا قبل از این که فضانورد هنوز کاملا از فضاپیما خارج نشده است امکانات از بین رفتنی EMU نگه داشته بشوند.
 
+ ((Airlock Adapter Plate (AAP  )
AAPیک قالب است در اتاق تنظیم فشار بر روی دیوار آن تعبیه شده است که به فضانورد کمک می کند تا در زمانی که در حال پوشیدن لباس است دیگر قطعات EMU را نگه بدارد.
 

نور و دوربین کلاه

این قطعات بر روی EVAسوار شده اند و بالای کلاه جفت می شود. آن ها به فضانورد و کنترلر ها زمینی کمک می کند تا قسمت های تاریک را هم به خوبی ببینند.


آینه های و چک لیست های تعبیه شده بر روی آستین

این قطعات بر روی آستین های EVA تعبیه شده است. آینه ها به فضانورد کمک می کند تا نمایش هایDCMو چیز های پشت سرش را ببیند. چک لیست هم به فضانورد قواعد و دستورات لازم را برای 7 ساعت پیاده روی یادآوری می کند.
* پوشیدن یک لباس فضانوردی
 
برای آماده سازی برای فضانوردی فضانوردان باید موارد زیر را انجام دهند:
1- فشار درون شاتل را به 0.7 اتمسفر کاهش دهند و اکسیژن را افزایش
2- اکسیژن خالص را برای 30 دقیقه تنفس کنند تا نیتروژن از خون و بافت ها بیرون برود
3- MAG را بپوشند
4- به اتاق تنظیم فشار وارد شوند
5- LCVG را بپوشند
6- EEHرا به HUTوصل کنند
7- DCM را به HUT وصل کنند(PLSSقبلا به HUT وصل شده است)
8- دست ها را به HUT متصل کنند
9- کلاه را با ترکیبات ضد بخار گرفتگی بمالند
10- آینه . چک لیست را بر روی آستین فضانورد قرار دهند
11- انبار غذا و IDB را درون HUT قرار دهند
12- نور و دوربین های تلویزیونی رویEVA را امتحان کند
13- EVA را روی کلاه(Helmet) قرار دهند
14- CCA را به EEH وصل کنند
15- درون LTA قدم بگذارند و آن را تا بالای کمرشان بالا بکشند
16- SCU را به DCM و شاتل وصل کنند
17- به داخل نیم تنه ی بالایی لباس بروند
18- لوله های خننک کننده LVCG را به PLSS وصل کنند
19- اتصالات الکتریکیEEH را به PLSS وصل کنند
20- LTA را به HUT قفل کنند
21-CCA  و چشم بند ها را بپوشند(اگر فضانورد آن ها را بپوشد)
22- دستکش ها راحتی را بپوشند
23- کلاه(Helmet) و EVA را قفل کنند
24- دستکش های بیرونی را قفل کنند
25- بررسیEMU برای اطمینان از نبودن هرگونه سوراخ با افزایش فشار به0.2 اتمسفر بالای فشار اتاق تنظیم فشار
 
نبودن هرگونه سوراخ بدین معناست که اتاق تنظیم فشار خالی از فشار است.
اکنون می بایستی این مراحل هم طی شوند:
1- EMU به صورت خودکار به فشار اجرایی کاهش پیدا می کند.
2- لباس ها به اتاق تنظیم فشار بسته می شوند
3- در بیرونی اتاق تنظیم فشار باز می شود
4- SCU از EMU جدا می شود
5- فضانوردان اکنون به خارج از اتاق تنظیم فشار قدم می گذرند و به قسمت دهنه ی فضاپیما می روند و پیاده روی فضایی شروع می شود. در این لحظه EMU برای خودش یک فضاپیما می شود جدا از شاتل یا ایستگاه فضایی. به این دلیل است که هر ای ام یو 12میلیون دلار قیمت دارد. بعد از پیاده رویی فضایی تمام این مراحل برعکس انجام می شود تا فضانورد به فضاپیما برگردد.
 
وقتی که فضانوردان روی ماه کار می کنند، فضانوردان آپولو سختی زیادی را در حرکت دادن خودشان در لباس داشتند. لباس های آپولو به خوبی EMU امروزی نبودند وEMU وزنی معادل دو برابر لباس های آپولو دارند و این هیچ مشکلی را به وجود نمی آورد چون EMU ها برای کار در شرایط گرانش کم طراحی شده اند. در آینده برای ماموریت مریخ ناسا نوعی لباس بسیار مستحکم تر، راحت ترو کم وزن تر را طراحی می کند که هم چینین کار با آن بسیار راحت تر از کار با لباس های کنونی است.
مجله ایلیاد رادر اینستاگرام دنبال کنید...مجله ایلیاد رادر تلگرام دنبال کنید...مجله ایلیاد رادر آپارات دنبال کنید...مطالب مشابه● شواهد جدید برای مدل استاندارد کیهان‌شناسی● سیاره‌ی ناهید فعالیت‌های آتشفشانی دارد● قدیمی‌ترین نشانه‌های برخورد شهاب‌سنگ‌ها با زمین● تصویری فوق‌العاده از یک برج پلاسمایی بر روی سطح خورشید● کشف درخشان و داغِ جیمز وب● آیا می‌توان بر روی ماه کشاورزی کرد؟ ● آیا بر روی مریخ نیز رعد و برق رخ می‌دهد؟● چند نوع منظومه در کیهان وجود دارد؟● منشاء اَبَرسیاه‌چاله‌های نخستین چه بوده است؟● آیا احتمال انفجار دوباره‌ی جهان وجود دارد؟جدیدترین مطالب● آمار سرقت پس از قانون کاهش مجازات ● چطور لکه‌های مداد را از روی دیوار پاک کنیم؟● غلبه بر یکی از محدودیت‌های قانون اول ترمودینامیک● باکتری‌ها چگونه به مغز حمله می‌کنند؟● دانشمندان گامی دیگر به اینترنت کوانتومی نزدیک‌تر شده‌اند● چطور ویتامین B12 مورد نیاز بدن‌مان را تامین کنیم؟● ورود اورانیوم به خاک چه ارتباطی با کودهای کشاورزی دارد؟● آیا گیاهان هم صدا دارند؟● چطور در خانه توت فرنگی بکاریم؟● چطور جلوی استفراغ شیرخوار را بگیریم؟● چطور برای یک سفر کمپینگ آماده شویم؟● چگونه با عدم تعادل شیمیایی در مغز برخورد کنیم؟● پنج فایده‌ی دارچین برای سلامتی● کدام حیوان بلندترین گردن را در قلمرو حیوانات داشته است؟● چطور رادیاتور خودرو را تخلیه و تعویض کنیم؟● کشف آنزیمی که هوا را به انرژی تبدیل می‌کند● چگونه از شر مگسک چشم خلاص شویم؟● آیا اسب تک‌شاخ واقعاً وجود داشته است؟● چطور هوش هیجانی‌مان را اندازه گیری کنیم؟● منشاء رود نیل کجاست؟