همه چیز درباره لباس فضانوردی

ستاره | سرویس علوم – تصور کنید که در یک روز سرد زمستانی می‌خواهید به بیرون بروید؛ شما برای محافظت خودتان از سرما کاپشن، شلوار گرم، جوراب، شال، دستکش و … می پوشید. حال فرض کنید که می‌خواهید به فضا سفر کنید! لباس شما باید از شما محافظت کند و آرامش شما را فراهم نماید مانند یک فضاپیما! به گونه‌ای که شما را از تشعشعات کیهانی، سرما و گرما حفظ نموده و برای شما آب و اکسیژن فراهم کند. امروزه فضانوردان مجموعه‌ای از لباس‌های فضایی مختلفی را در اختیار دارند. که هر یک از آن‌ها برای کار در محیطی خاص طراحی شده است. اما در حالت کلی لباس فضایی سیستم پیچیده‌ای از پوشاک، تجهیزات و سیستم‌های زیست محیطی می‌باشد و به گونه‌ای طراحی شده است که بتواند فضانورد را در محیط خشن فضا زنده نگه دارد.

 

 

ضرورت استفاده از لباس فضانوردی

در صورتی که انسان بدون لباس فضانوردی وارد فضا شود، به سرنوشت دردناکی دچار خواهد شد؛ چراکه اگر شخص بلافاصله بر اثر پرتاپ شهاب سنگ‌های ریز کشته نشود، مسلما کمبود اکسیژن او را از پای در خواهد آورد؛ زیرا در فضا فشار جو تقریبا برابر صفر است. بنابراین تمامی گازهای بدن منبسط شده و از منافذ آن بیرون خواهند زد و تنها در مدت ۱۵ ثانیه شخص بی‌هوش شده و پس از ۴ دقیقه خواهد مرد.

 

 

پس از بمباران شهاب سنگ‌ها وکمبود اکسیژن، نوبت سرما و گرماست. انسان‌ها تنها قادر به تحمل محدوده‌ کمی از دماهای بالاتر و پایین‌تر از دمای عادی بدن (۳۷ سانتیگراد) می‌باشند؛ اما در فضا محدوده‌ی دما بسیار وسیع و وحشتناک است. برای مثال در مناطقی که نور خورشید نمی‌تابد، دما تا منفی ۲۵ درجه سانتیگراد کاهش می‌یابد. در حالی که در محل تابش نور خورشید، دما ممکن است به بالاتر از ۲۵۰ درجه سانتیگراد برسد. علاوه بر این‌ها، مقادیر کمی از تابش مرگبار خورشید در طی یک ماموریت برای کشتن یک فرد کافی است. در نهایت در فضا مساله مهم فشار هوا نیز مطرح است. همان طور که می‌دانیم حدود ۷۰ درصد بدن انسان را آب تشکیل می‌دهد که اگر در معرض فشارهای بسیار پایین قرار گیرد شروع به جوشیدن می‌کند؛ در چنین حالتی در ابتدا شخص ورم می‌کند و در نهایت یخ زده و خشک می‌شود.

 

تاریخچه لباس فضانوردی

 

 

اولین پیش نمونه لباس‌های فضایی در سال ۱۹۳۴ توسط وایلی پست ساخته شد و پس از آن راه درازی را برای تکامل خود پیمود. لباس او در اصل یک لباس غواصی لاستیکی بود که بخش‌های مربوط به دست و پا را با نخ به آن بسته بود، به گونه‌ای که به راحتی می‌توانست به قسمت‌های هدایت کننده هواپیما دسترسی داشته باشد و در بالای آن یک کلاه فلزی قرار داده بود. وایلی، لباسی را که خودش طراحی کرده بود پوشید تا یک حد نصاب ارتفاع بجای بگذارد؛ اما وقتی در ارتفاع ۵۰۰۰۰ پایی پرواز می‌کرد، موفق به کشف “جریان جت” شد. از دهه ۱۹۶۰ میلادی، رقابتی برای تکمیل لباسی که برای سفر به فضا مناسب باشد، در جریان بوده است. نمونه‌های اولیه چندان راحت نبودند و تهویه در آن‌ها به سختی انجام می‌گرفت. اما تا ۲۱ ژوئیه ۱۹۶۹ که نیل آرمسترانگ قدم به ماه گذاشت، لباس‌های فضایی بهبود یافتند و آنچه آرمسترانگ بر تن کرد، بسیاری از خصوصیات لباس‌های امروزی را در خود داشت. یکی از بزرگ‌ترین اصلاحات انجام گرفته، تعبیه دستگاه سرمایش مایع در لباس بود، که بخار گرفتگی داخل لباس را که فضانوردان قبلی از آن شکایت می‌کردند، از بین برد. علاوه بر این انعطاف پذیری آن به حدی بود که اجازه انجام بسیاری از حرکات را به فضانورد می‌داد.

سپس روس‌ها در سال ۱۹۶۴-۱۹۶۳ اولین لباس راهپیمایی فضایی را که برکوت نام داشت طراحی کرده و ساختند. این لباس توسط کارخانه‌های زوزدا برای راهپیمایی لئونف ساخته شد. لئونف در حالی که با یک طناب به سفینه وصل بود از آن خارج شد و در فضای آزاد کیهانی گام نهاد. عملیات او فقط ۲۰ دقیقه طول کشید که تنها ۱۲ دقیقه آن در خارج از سفینه بود.

 

 

روس‌ها تا سال‌ها بعد در فضا راهپیمایی نکردند. عملیات بعدی با لباسی به نام “یاسترب” باید در سال ۱۹۶۷ انجام می‌شد. سفینه “سایوز-۱” با یک سرنشین به نام “ولادیمیر کمارف” به فضا پرتاب شد. اما این سفینه دچار اشکال و مجبور به فرود اضطراری به زمین شد. ولی در حین بازگشت، چترهای نجات خوب عمل نکردند و سفینه بر اثر سقوط متلاشی و سرنشین آن هم کشته شد. قرار بود پس از استقرار سایوز -۱ در مدار، دو سفینه در فضا به هم متصل شده سپس دو کیهان نورد در حالی که لباس “یاسترب” پوشیده‌اند از یک ناو خارج و به دیگری منتقل شوند و سپس بعد از این تحویل و تحول، دو ناو از هم جدا شده و به زمین باز گردند. این عملیات بعدا در سال ۱۹۶۹ و در جریان پرواز سایوز ۴ و ۵ با موفقیت انجام شد.

پس از سال‌ها، جدالی خستگی ناپذیر بر سر سفر به ماه بین آمریکایی‌ها و روس‌ها وجود داشت. برای سفر به ماه نیاز به یک لباس فضایی برای خروج از سفینه مه نورد و قدم زدن در ماه بود که این وظیفه مهم به کارخانه زوزدا محول شد و دو نمونه لباس به وسیله طراحان و مهندسین کارخانه زوزدا طراحی و ساخته شد. این لباس‌ها که “اورلان” و “کرچت” نام داشتند می‌توانست توسط فضانوردان روس در ماه مورد استفاده قرار گیرد. اما روس‌ها به علت مشکلاتی فنی در موشک بالا برنده سفینه مه نورد، بازنده سفر به ماه شدند.

    نمونه بعدی لباس فضایی با تغییرات کامل و پیشرفته به نام “اورلان – دی” طراحی شد که در جریان راهپیمایی‌های فضایی در ایستگاه‌های مداری سالیوت ۶ و ۷ بکار رفت. طی سال‌های ۱۹۷۷تا ۱۹۸۴ سیزده بار اورلان – دی توسط ۷ کیهان نورد برای انجام راهپیمایی‌های فضایی بکار گرفته شد، که جمعا حدود ۸۰ ساعت در فضای آزاد کیهانی کار کرد.

کارشناسان کارخانه زوزدا در جریان ۷ سال کار کیهان نوردان با اورلان – دی به تدریج دریافتند که این لباس به چه تغییراتی نیاز دارد و بر همین اساس از سال ۱۹۸۵، مدل جدید این لباس را که نام اورلان- دی‌ام بر آن نهاده بودند را به کیهان نوردان عرضه کردند. اولان-دی‌ام می‌توانست راحت‌تر و در عین حال مطمئن‌تر باشد. این لباس توانایی بیشتری به کیهان نوردان می‌داد تاز زمان طولانی‌تری در خارج از ایستگاه فضایی بکار بپردازد. تغییراتی در دستکش‌های فضایی داده شده که قدرت تحرک و دقت عمل بیشتری را برای دست فضانورد فراهم می‌آورد. اورلان- دی‌ام، ۴ بار توسط ۸ فضانورد در جریان ماموریت‌های خارج از سفینه طی سال‌های ۱۹۸۵ تا ۱۹۸۸ بکار گرفته شد که جمعا مدت زمانی در حدود ۶۵ ساعت در بر می‌گرفت.

از سال ۱۹۸۸ مدل جدیدتر این لباس با نام “اورلان – دی‌ام. آ” در ایستگاه مداری میر کاربرد یافت. این مدل توانایی هماهنگی با صندلی پرنده را داشت و فضانوردان می‌توانستند به طور مستقل و یا با صندلی پرنده از آن استفاده کنند. ۱۸ تن از فضانوردان روس، فرانسوی و آمریکایی مستقر در ایستگاه مداری میر تا کنون طی حدود ۴۳۰ ساعت راهپیمایی در فضا از این لباس استفاده کرده‌اند.

 

مشخصات لباس فضانوردی

 

 

لباس فضایی از چندین لایه تشکیل شده که بدن فضانورد را در مقابل خلا و بمباران شهاب‌های ریز محافظت می‌کند. لایه اول خود از هفت لایه الیاف ریز بافت پلاستیکی تشکیل شده که دیر سوراخ و پاره می‌شود. لایه بعدی خود از پنج لایه عایق آلومینیمی ساخته شده است. یکی از لایه‌ها که از جنس الیاف ریز بافت نایلونی است به یک مخزن اکسیژن متصل است که کار آن ایجاد فشار جوی متناسب در داخل لباس است. و درونی‌ترین لایه‌ها مخصوص عبور مایعات خنک کننده و تهویه هستند.

دستگاه نگهداری ادرار لباس یک لیتر جا دارد. فضانوردان پیش از هر راهپیمایی فضایی رژیم غذایی مخصوصی را رعایت می‌کنند تا در زمان راهپیمایی احتیاج به عمل دفع نداشته باشند. قبل از داخل شدن به اورلان، فضانورد لباس مخصوص دیگری را می‌پوشد. این لباس یک تکه، که ظاهری شبیه به لباسی توری دارد در واقع شبکه پیچیده‌ای است از لوله‌‌های موئین برای گردش مایعات، اکسیژن و دی اکسید کربن.

 

 

سه حلقه تو در تویی که در مفصل شانه کار گذاشته شده‌اند سبب می‌شوند که فضانورد دست خود را به آسانی حرکت دهد. نظیر این حلقه‌ها در محل کمر، آرنج، مچ دست، باسن، زانو و مچ پا هم وجود دارد تا فضانورد بتواند در خارج از سفینه به آسانی حرکت کند. مفصل‌های شانه طوری ساخته شده است که فضانورد بتواند آزادی عمل برای حرکت‌های عمودی و افقی داشته باشد. به طور افقی ۱۵۰ درجه، مایل تا ۱۷۰ درجه و عمودی ۱۸۰ درجه، فضانورد قادر است آرنج خود را نیز تا ۱۲۰ درجه تکان دهد.

سیستم ارتباطی خارج از سفینه، یک رادیوی دو جانبه برای ایجاد ارتباط و هم‌چنین یک دستگاه سنجش ضربان قلب دارد. دو الکترود به سینه و پشت فضانورد برای این منظور متصل شده که اطلاعات لازم را به زمین مخابره کند. سیستم احتیاط و هشدار، دستگاه‌های تولید فشار، آب و اکسیژن را اندازه می‌گیرد و این اطلاعات را به زمین مخابره می‌کند. مثلا اگر میزان فشار به میزان خطرناکی پایین بیاید یا میزان دی اکسید کربن بالا برود صدای آژیر بلند می‌شود.

دستگاه نمایش و کنترل که روی سینه لباس فضایی تعبیه شده، وضع آب، اکسیژن و سیستم‌های برق و ارتباط را با فضانورد نشان می‌دهد. کلیدها و شیرهای مخصوصی وجود دارد که به سرنشینان سفینه‌ها کمک می‌کند تا در صورت لزوم تنظیمات مناسبی را انجام دهند. مثلا فضانورد با یکی از شیرها می‌تواند درجه حرارت داخلی لباس را، با تنظیم جریان آب، کم و زیاد کند و با شیر دیگری سرنشینان سفینه می‌توانند سیستم یدکی اکسیژن را در صورت بروز وضع اضطراری فعال کنند.

 

 

 

منبع: سایت ناسا، ویکیپدیا، مجله اینترنتی رشد