سازمان هوانوردي و فضانوردي امريکا (ناسا) به تازگي براي طراحي، ساخت وتوليد لباس هاي فضايي جديد قراردادي را با يک شرکت بين المللي منعقد کردهاست. فضانوردان از اين لباس جديد در برنامه هاي بعدي سفر به ايستگاه فضاييبين المللي و سپس سفر به سطح ماه در سال 2020 استفاده مي کنند. به گفته جفهانلي مدير برنامه ناوگان در مرکز فضايي جانسون ناسا واقع در هيوستون،انعقاد قرارداد لباس هاي فضايي، ملزومات سخت افزاري مورد نياز پروازهايفضايي سرنشين دار را براي نخستين پرواز برنامه ناوگان در سال 2015 فراهممي کند. قراردادهاي کپسول سرنشين دار اوريون و راکت آرس I طي دو سال گذشتهواگذار شده است.

قرارداد منعقده در زمينه لباس فضايي شامل دورهزماني عملياتي از ژوئن 2008 تا سپتامبر 2014 و ارزش آن بالغ بر 8/183ميليون دلار است. به گزارش ايسنا طي مدت قرارداد، شرکت اوشن يرينگ وپيمانکارانش کار طراحي، ساخت، آزمون و ارزيابي درباره ساخت، مونتاژ ونخستين پرواز اجزاي لباسي که براي فضانوردان مستقر در وسيله سرنشين داراوريون لازم است، انجام مي دهند. همچنين، قرارداد پايه شامل کار اوليه رويطراحي لباس فضايي مورد نياز براي سفر به سطح ماه نيز مي شود. لباس ها وسامانه هاي پشتيباني مورد نياز بايد براي بيش از چهار فضانورد عازم به ماهو شش نفر مسافر ايستگاه فضايي بين المللي تهيه شود. اين لباس فضايي، برايسفرهاي کوتاه به کره ماه از پياده روي هايي فضايي روي سطح آن به مدت يکهفته طراحي مي شود. همچنين اين سامانه بايد به گونه يي طراحي شود که بتوانبا استفاده از آن شمار قابل توجهي پياده روي فضايي را طي ماموريت هايبالقوه گروه هاي اعزامي به ايستگاه در مدت شش ماه انجام داد. افزون براين، لباس فضايي و سامانه هاي پشتيباني امکان راهپيمايي هاي فضايي محتمل ومحافظت از فضانوردان در برابر محيط پرتاب و فرود ( مانند نشتي هاي کابينفضاپيما) را فراهم مي کند.
اگر شخصي بدون استفاده از لباس هاي فضايي ازجو خارج شود، به دليل وضعيت خاص محيط، دشواري هاي بسياري براي وي به وجودمي آيد، از جمله؛

- از دست دادن هوشياري به دليل نبود اکسيژن

- به جوش آمدن خون و ديگر مايعات بدن به دليل نبود فشار هوا

- انبساط اندام هاي بدن به دليل جوشش مايعات

- روبه رو شدن با تغييرهاي شديد دماي محيط پيرامون (از 120 درجه سانتيگراد در نور خورشيد تا100 درجه در سايه)

- روبه رو شدن با انواع مختلف تابش ها از جمله پرتوهاي کيهاني و ذرات بارداري که از خورشيد گسيل مي شوند (بادهاي خورشيدي)

- برخورد با انواع ذرات کوچک سرگردان در فضا که با سرعت زياد در حرکتند.

بنابراينبراي آنکه شخص بتواند يک سفر فضايي بي خطر را به پايان برساند، بايد از يکدست لباس فضايي استفاده کند که داراي ويژگي هاي زير باشد؛

- محيطي با فشار مناسب براي بدن پديد آورد.

- اکسيژن بدن را فراهم کند.

- دي اکسيد کربن توليد شده را دور کند.

- دماي مناسبي را فراهم آورد تا شخص بتواند حتي در نور خورشيد هم به فعاليت هاي خود ادامه دهد.

- مانعي براي فعاليت و تحرک و جابه جايي شخص نشود.

- از شخص در برابر انواع ذرات فضايي محافظت کند.

- مانعي براي رسيدن پرتوهاي کيهاني به بدن شخص شود.

- مانعي براي ديدن محيط پيرامون نشود.

- امکان گفت وگو با ديگران (ديگر فضا نوردان همکار و پايگاه زميني ) را فراهم آورد.

- امکان حرکت در خارج از فضاپيما را به وجود آورد.

باتوجه به موارد بالا مي توان دريافت که لباس هاي فضايي بايد گستره وسيعي ازامکانات را براي فضا نورد فراهم آورد و در عين حال وي را از بسياري ازمشکلات و دشواري هاي فضا دور نگه دارد.

در ادامه مهم ترين ويژگي هاي لباس فضايي را بررسي مي کنيم.

تامينفشار جو؛ لباس فضايي فشاري بر بدن فضا نوردان وارد مي کند تا مانع جوشيدنمايعات بدن شود. امروزه بيشتر لباس هاي فضايي ساختاري چند لايه دارد و بخشدروني آن به شکل بدن انسان است. باتوجه به وجود هوا در لايه هاي آن فشاري( که البته کمتر از فشار در سطح زمين است ) بر بدن فضا نوردان وارد مي کندکه وضعيت سطح زمين را براي فضانورد شبيه سازي مي کند.

تاميناکسيژن؛ از آنجا که فشار درون لباس فضايي کمتر از يک اتمسفر است، فضا نوردنمي تواند از هواي معمولي ( که داراي 78 درصد نيتروژن، 21 درصد اکسيژن ويک درصد گازهاي ديگر است) استفاده کند زيرا در اين صورت با کمبود اکسيژندر ريه ها و خون مواجه مي شود. ( شبيه حالتي که کوهنوردان هنگام صعود بهقله اورست با آن روبه رو مي شوند.) بنابراين بيشتر لباس هاي فضايي اکسيژنخالص را براي تنفس در اختيار فضانوردان قرار مي دهند. برخي از لباس هايفضايي اين اکسيژن را توسط لوله يي که از يک طرف به بدن فضا نورد و از طرفديگر به فضاپيما متصل است، فراهم مي کنند، اما برخي ديگر از لباس ها به يککوله پشتي مجهز هستند که اکسيژن مورد نياز در آن ذخيره شده است. البته همدر شاتل فضايي و هم در ايستگاه فضايي بين المللي ترکيب درصد هواي تنفسيشبيه به هواي سطح زمين است و بنابراين شخص براي آنکه لباس فضايي بپوشد واکسيژن خالص تنفس کند، بايد ابتدا مدتي هواي با اکسيژن خالص مصرف کند تانيتروژن موجود در خون و اندام هاي وي خارج شود.

حذف دي اکسيد کربن؛فضا نورد در عمل تنفس دي اکسيد کربن آزاد مي کند که تجمع اين دي اکسيدکربن در فضاي بسته لباس فضايي موجب مرگ وي مي شود، بنابراين لازم است ايندي اکسيد کربن را جمع آوري کرد. معمولاً در کوله پشتي فضانوردان بخشي استکه هيدروکسيد ليتيم درون آن، دي اکسيد کربن بازدم فضا نوردان را به خودجذب مي کند.

تنظيم دما؛ لباس هاي فضايي براي آنکه دماي مناسبي رابراي فعاليت فضانوردان فراهم کند، داراي چند لايه از الياف هاي خاص است وبا توجه به خاصيت نارسانايي حرارتي، دما را از خود عبور نمي دهد.

لايهبيروني لباس هم به خوبي پرتوهاي خورشيد را بازتاب مي دهد و از افزايش دماجلوگيري مي کند. بدن فضانوردان هنگام کار و فعاليت حرارت ايجاد مي کند کهباعث افزايش عرق مي شود. براي جلوگيري از افزايش دما در درون لباس فضاييتدابيري انديشيده اند، از جمله در برنامه هاي مرکوري و جميني لباس هايفضايي به فن و تبادل گرهاي حرارتي مجهز بودند، اما امروزه لباس هاي فضاييبا جريان آب خنک، سرد مي شود.

حفاظت در برابر ذرات و تابش؛ برايآنکه لباس هاي فضايي بتوانند از فضانورد در برابر برخورد ذرات سرگردان فضامحافظت کنند، آنها را از چندين لايه الياف مقاوم مي سازند. علاوه براين،لباس هاي فضايي از فضانورد در برابر پرتوها نيز محافظت مي کند، البته بايدبه خاطر داشت اين لباس ها توانايي چنداني براي مقابله با اين پرتوها و بهويژه زبانه هاي خورشيدي ندارد، بنابراين برنامه هاي راهپيمايي فضايي را دردوره هايي که فعاليت خورشيدي کمتر است، برنامه ريزي مي کنند.

امکانديدن محيط اطراف؛ لباس هاي فضايي، کلاه هاي ايمني ويژه يي دارند کهپلاستيک شفافي در بخش جلويي دارد و امکان ديدن اطراف را براي فضانوردفراهم مي کند. بسياري از اين کلاه هاي ايمني همانند عينک هاي آفتابي پوششيدارد که نور خورشيد را بازتاب مي کند. علاوه بر اين فضانوردان پيش ازراهپيمايي فضايي بخش دروني کلاه ايمني را با ماده يي ضد مه اسپري مي کنندتا از تشکيل مه در اثر بخارهاي عرق بدن فضانورد جلوگيري شود.

تواناييحرکت؛ هنگامي که شخص لباس فضايي اش را مي پوشد، حرکت و جابه جايي براي ويدشوار مي شود. بسياري از ما اين تجربه را داشته ايم که هنگام پوشيدن دستکشهاي ضخيم، از توانايي و حرکت انگشت هاي ما به شدت کاسته مي شود. فضانورداناوليه نيز از دشواري حرکت دادن دست، بازو و پاها به ويژه در مفصل ها شکايتمي کردند اما امروزه لباس ها را چنان مي سازند که حرکت اندام ها در مفصلها آسان تر باشد.

ارتباطات؛ لباس هاي فضايي داراي گيرنده و فرستندهراديويي است و بنابر اين فضانورد مي تواند در هنگام راهپيمايي فضايي باديگر فضانوردان و کارکنان ايستگاه زميني در ارتباط باشد. اين گيرنده-فرستنده که در کوله پشتي فضانوردان نصب مي شود، داراي ميکروفن و گوشي استکه در کلاه ايمني تعبيه شده است.

- حرکت در فضا؛ حرکت در حالت بيوزني بسيار دشوار است. اگر فضانورد چيزي را به سمت جلو پرتاب کند، خودش روبه عقب مي رود. (قانون سوم نيوتن؛ براي هر عملي عکس العملي است مساوي باآن و در خلاف جهت ) فضانورداني که در برنامه فضايي جميني راهپيمايي کردند،مي گفتند براي تثبيت مکان خود، با دشواري هاي بسياري روبه رو مي شدند. اماامروزه فضاپيما داراي جاي پا و دست است تا فضانوردان در حالت بي وزني همبتوانند کار کنند. علاوه براين فضانوردان پيش از انجام راهپيمايي هايواقعي فضايي، چنين کاري را روي زمين تمرين مي کنند. پوشيدن لباس هاي فضاييو شناور شدن در مخزن هاي بزرگ آب حالت بي وزني را شبيه سازي مي کند. علاوهبراين ناسا، ابزارهايي ابداع کرده است که به فضانورد امکان مي دهد، در فضابه آساني جابه جا شود، بدون آنکه با طناب يا چيز ديگري به فضاپيما متصلباشد. چنين ابزارهايي معمولاً از موتورهاي پيشران تشکيل شده اند که باخروج گاز از پشت سر، فضا نورد را به جلو مي راند. اين ابزارها داراي يکاهرم کنترل هستند که فضانورد مي تواند با استفاده از آن جهت خود را تغييردهد. اين ابزارها داراي مخزني هستند که حاوي 4/1 کيلو گرم گاز نيتروژن استو فضانورد را با سرعت سه متر بر ثانيه به حرکت در مي آورد.

تاريخچه لباس هاي فضايي

اززماني که هواپيماهاي جت ابداع شد، خلبانان نياز به لباس پرواز که فشارطبيعي زمين را فراهم سازد، احساس کردند زيرا د ر ارتفاعات زياد فشار جو بهشدت کم مي شود و اکسيژني براي تنفس وجود ندارد. معمولاً از اين لباس هاوقتي استفاده مي شود که فشار طبيعي درون کابين خلبان بنا به دلايلي کاهشمي يابد. اين لباس ها را از الياف هايي مي ساختند که داراي روکش نئوپرنبودند. اين لباس ها همانند بادکنک منبسط مي شوند و به بدن خلبان فشار ميآورند. لوله يي هم از درون کابين به لباس خلبان وصل مي شد که وظيفه تاميناکسيژن را به عهده داشت.

هنگامي که ناسا برنامه مرکوري را آغازکرد، لباس هاي فضايي به لباس پرواز خلبان ها بسيار شبيه بود، اما روينئوپرن را با يک لايه از ميلار آلومينيوم دار پوشاندند. علاوه بر اين لباسفضايي مرکوري داراي چکمه، دستکش و کلاه ايمني بود که با حلقه يي به لباسمتصل مي شد. اين لباس به وسيله يک فن خارجي که فضانورد همراه داشت، خنک ميشد. فضانوردان اکسيژن مصرفي خود را به وسيله لوله يي که به لباس وصل ميشد، دريافت مي کردند. هرچند لباس فضايي مرکوري آنها را از خطرات حفظ ميکرد، اما هنگامي که پرفشار مي شد، از کارايي آن کاسته مي شد زيرا برايراهپيمايي فضايي طراحي نشده بود. به همين دليل براي برنامه جميني لباس هايجديدي طراحي شد که نه تنها براي وضعيت هاي اضطراري، بلکه براي راهپيماييفضايي مناسب بود. لباس هاي برنامه جميني از قالب هايي به شکل بدن انسانساخته شده بود. اين لباس ها روکشي داشت که فضانورد را در برابر ذرات ريزشهاب سنگ ها محافظت مي کرد. فضاپيما نيز اکسيژن و هواي لازم براي خنک کردنلباس فضانورد را به وسيله يک لوله به فضانورد مي رساند.

اما پس ازبرنامه جميني فضانوردان دريافتند که هوا خنک کننده چندان مناسبي نيست. درموارد بسيار دماي بدن فضانورد در اثر راهپيمايي فضايي بالا مي رفت و مه ازدرون کلاه ايمني آنها را فرا مي گرفت. به همين دليل ناسا براي برنامهآپولو به فکر افتاد از لباس هاي کارآمدتر استفاده کند.

لباس فضاييبرنامه آپولو؛ از آنجا که قرار بود فضانوردان در اين برنامه در ماه نيزپياده روي کنند، لباس ويژه يي طراحي شد که انجام اين کار را امکان پذير ميساخت. لباس فضايي آپولو شامل موارد زير بود؛

- يک زيرپوش که با آب خنک مي شد.

- بخش چندلايه براي تامين فشار؛

1- لايه دروني که از نايلون سبک وزن بود.

2- لايه مياني که نايلون با پوشش نئوپرن بود و فشار را تنظيم مي کرد.

3- لايه بيروني که فشار لايه هاي زيري را نگه مي داشت.

- پنج لايه از ميلار آلومينيوم دار که با چهار لايه از داکرون به هم بافته شده بود و وظيفه حفاظت گرمايي را به عهده داشت.

- دو لايه از کابتون که آن هم نارساناي حرارتي است.

- يک لايه ديگر با پوشش تفلون براي حفاظت در برابر ضربه

- يک لايه ديگر از جنس تفلون

اينلباس به چکمه، دستکش، ابزارهاي ارتباطي و کلاه با پلاستيک شفاف مجهز بود وبراي راهپيمايي در ماه نيز تجهيزات اضافه داشت. يک کوله پشتي نيز اکسيژن وآب براي خنک کردن را تامين و دي اکسيد کربن اضافه را حذف مي کرد. اين لباسروي زمين در مجموع 82 کيلوگرم وزن داشت، اما وزنش در ماه فقط 14 کيلوگرمبود. از لباس طراحي شده براي ماموريت آپولو در ماموريت اسکاي لب نيزاستفاده شد. پس از آنکه پرواز شاتل به کاري عادي تبديل شد، فضانوردانمجبور نبودند هنگام پرتاب يا ورود به زمين لباس فضايي متداول را بپوشند تااينکه سانحه چلنجر روي داد. در اين حادثه، چلنجر لحظاتي پس از پرتاب منفجرشد و همه هفت سرنشين آن جان باختند. از آن پس ناسا پوشيدن لباس هاي فضاييرا هنگام پرتاب و ورود به زمين اجباري کرد. از اين لباس ها که ابزار جابهجايي فرازميني (EMU) نام دارد، براي راهپيمايي فضايي و جابه جايي درايستگاه فضايي استفاده مي شود. هرچند لباس هاي فضايي امروزي کارايي خوبيدارند، ناسا هر روزه در جست وجوي لباس هاي فضايي بهتري است و طراحي و ساختلباس ها (و گاهي بخش کوچکي از آن مانند دستکش که داراي ويژگي هاي خاصيباشد) را به مناقصه مي گذارد. به همين دليل برخي شرکت ها لباس هايي ارائهکردند که داراي ويژگي هاي بسيار جالب و قيمت هاي بسيار زياد ( حدود 22ميليون دلار) است. در سال 2008 نيز ناسا يک پروژه 745 ميليون دلاري رابراي طراحي و ساخت لباس هاي فضايي نسل جديد به اجرا گذاشت.


منبع [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]
نویسنده آسمان پارس