موفقیت در ماموریتهای متعدد و بی شماری که تاکنون توسط سازمان فضایی آمریکا شکل گرفته است متاثر از عوامل متفاوتی است که یکی از آنها در کنار حضور فضانورد در ماموریتها، وجود لباسهای فضایی مقاوم بوده است.
به گزارش خبرگزاری مهر، حضور انسانها در فضا به طور حتم نیازمند عاملی محافظت کننده در برابر محیط نامناسب فضا است زیرا انسان بدون وجود لباسهای مناسب توانایی مقاومت در برابر سرما و خلا مطلق فضای خارج از زمین را نخواهد داشت.
نشریه نیوساینتیست طی گزارشی جالب به بررسی سیر تکاملی 5 دهه اخیر این پوششهای حیاتی پرداخته است که در صورت عدم حضور آنها بسیاری از اطلاعاتی که اکنون در دسترس بشر قرار گرفته است، همچنان در اعماق کهکشانها پنهان باقی می ماندند.
اولین فضانوردی که به دور مدار زمین حرکت کرد، جان گلن نام دارد که طی ماموریت خود در سالهای 1958 تا 1963 اولین لباس فضانوردی ناسا را به تن کرد.
این لباس مطابق با ساختار لباسهای نیروی هوایی آمریکا به منظور مقاومت در فشار ارتفاع بالا طراحی شده و مناسب راهپیمایی های فضایی نبوده است.
ادامه مطلب...
به همین دلیل این لباس در مناطق مفصلی به یکدیگر فشرده شده و حجم لباس را کاهش می داده است. این فرایند به خودی خود باعث افزایش فشار در دیگر نواحی لباس خواهد شد و به همین دلیل فضانوردان توانایی خم کردن زانوها و یا بازوهای خود را نداشته اند. از این رو این نوع از لباس تنها به عنوان محافظی در برابر کاهش شدید فشار استفاده می شده است.
طراحی لباسهای فضایی طی ماموریت جمینی که اولین راهپیمایی فضایی بشر در 3 ژوئن 1965 طی آن صورت گرفت، یک گام به پیش رفت.
به منظور حفظ فضانوردان از فشار و حرارت پایین در فضا لباسهای جمینی به یک لایه اضافه و کیسه هایی بادکنک مانند مملو از گاز مجهز بود تا فشار در بدن افراد همزمان با انعطاف پذیری حفظ شود.
گاس گریشام و جان یانگ دو فضانورد اولین ماموریت جمینی به شمار می روند که در این تصویر لباسهای جمینی را به تن دارند. این لباس به سیستم تهویه هوای مجزایی متصل است که دمای بدن فضانوردان را خنک نگه می دارد.
آزمایش قدرت لباس فضایی جمینی در 3 مارچ 1965 و زمانی که فضانورد ادوارد وایت به مدت 23 دقیقه در فضا به راهپیمایی پرداخت، شکل گرفت.
وایت به منظور افزایش توانایی در راهپیمایی فضایی از یک سلاح گازی استفاده کرد. اکسیژن مورد نیاز فضانورد نیز از طریق کابلی از فضاپیمای جمینی 4 به لباس فضانورد منتقل می شده است.
به منظور افزایش انعطاف پذیری در لباسهای فضایی لباس فضایی آپولو در قسمتهای مفصلی مانند زانو، شانه ها و آرنج از موادی لاستیکی تولید شد.
در این تصویر خلبان باب اسمیث مشاهده می شود که طرح اولیه لباس فضایی اپولو را در سال 1964 به تن کرده است. تسمه های تیره رنگ قسمتی از تجهیزان محافظتی در خلال راهپیمایی بر سطح ماه به شمار می روند.
هنگامی که برای اولین بار بشر در سال 1969 بر سطح ماه فرود آمد، لباس فضایی آپولو به کوله پشتی تجهیز شده بود که اکسیژن کافی را برای تنفس، تهویه و کنترل فشار لباس به مدت 7 ساعت و طی راهپیمایی بر سطح ماه تهیه می کرد.
در این تصویر فضانورد باز آلدرین دیده می شود که طی ماموریت آپولو 11 در حال جستجو و تحقیق بر سطح سیاره ماه به سر می برد.
با وجود اینکه این لباس عملکرد خوبی را طی 6 ماموریت بر سطح ماه از خود نشان داد غبارهای ماه که بر سطح لباس قرار می گرفتند به عنوان یک خطر جدی سلامت عملکرد آنها را با تهدید مواجه می ساختند. فضانوردان گزارش داده اند که غبارهای تیز و ساینده ناشی از خاک سطح ماه به این لباسها آسیب وارد آورده و به لایه های مختلف آن نفوذ می کنند.
لباس آپولو باید از ساختاری بسیار سبک تشکیل می شد تا فضانوردان بتوانند در میان نیروی گرانشی ماه و با توجه به وزن 82 کیلوگرمی لباس به راحتی به حرکت بپردازند.
فضانوردان ناسا اکنون به منظور راهپیمایی های فضایی از دو تکه لباس فضایی استفاده می کنند که به اختصار EMU خوانده می شوند.
بر خلاف لباس آپولو که تنها متناسب با سایز فضانورد ساخته می شد، این لباسها به دلیل داشتن قسمتهای قابل تغییر می توانند مورد استفاده افراد مختلف با سایزهای متفاوت قرار گیرد.
این لباس فشاری برابر یک سوم فشار اتمسفر را داشته و به همین دلیل فضانوردان به منظور جداسازی نیتروژن موجود در خون و نسوج بدن خود را با قرار گیری در اتاقکی کم فشار قبل از آغاز راهپیمایی فضایی از بین ببرند. حرکت سریع در فشار پایین می تواند منجر به ایجاد حباب از گاز نیتروژن و انسداد جریان خون در بدن انسان شود که گاهی اوقات موقعیتهای خطرناکی را به وجود خواهد آورد.
این لباس وزنیبرابر 180 کیلوگرم داشته و می توان به مدت 8 ساعت از آن در محیط فضا استفاده کرد. همچنین عمر مفید این دسته از لباسها 30 سال خواهد بود.
لباسهای EMU تنها لباسهای مناسب برای راهپیمایی های فضایی نیستند. در این تصویر می توان فضانورد مایک فینکز را مشاهده کرد که لباس فضایی روسی اورلان را در حین انجام ماموریت در خارج از ایستگاه بین المللی فضایی به تن دارد.
بر خلاف لباسهای EMU ناسا که از قسمتهای جداشونده ای برخوردارند، لباس اورلان از محفظه ای در پشت لباس برخردار است که فضانورد از این محفظه لباس را به تن می کند.
این محفظه به فضانورد اجازه می دهد با سرعت بالا و بدون نیاز به کمک شخصی دیگر لباس را پوشیده و یا از تن بیرون آورند. وزن این لباس در حدود 110 کیلوگرم بوده و امکان 7 ساعت مداوم استفاده از آن در محیط فضا وجود دارد. در عین حال این لباس برای حداکثر 21 راهپیمایی فضایی طراحی شده است.
لباس فضایی فیتان چینی ها در سپتامبر 2008 و در زمان خروج فضانوردان چینی از فضاپیمای شنژو 7 که از اولین ماموریت راهپیمایی فضایی کشور چین بازمی گشت، در معرض دید عموم قرار گرفت.
این لباس فضایی پس از تولید لباس اورلان روسی ها طراحی شده است که طی ماموریت چینی ها مورد استفاده فضانوردان چینی قرار گرفت.
دستکشها به طور حتم یکی از مهمترین بخشهای لباس فضایی و یکی از مهمترین تجهیزات محافظتی فضانوردان به شمار می رود. فضانوردان به منظور حرکت دادن انواع اهرم ها و کنترل انواع تجهیزات از دستهای خود استفاده می کنند و دستکشهایی با فشار کنترل شده حرکت انگشتهای دست را برای فضانوردان بسیار سخت می کند.
لباس فضایی آپولو به دو سری دستکش مجهز بوده است که یکی به عنوان لایه زیری و دیگری به عنوان لایه رویی مورد استفاده قرار می گرفته است. لایه زیرین به بالشتکهای فشار مجهز بوده و لایه رویی از کتان، پلی استر و شبکه های فلزی ساخته شده بود.
این لایه در راهپیمایی های فضایی به منظور محافظت در برابر ذرات کیهانی، حرارت و خراشها مورد استفاده فضانوردان قرار می گرفته است.
در ماه می سال 2007 مهندسی با نام پیتر هومر موفق به کسب جایزه ای 200 هزار دلاری به خاطر طراحی دستکش فضایی برای سازمان ناسا شد.
به گفته وی این دستکش بر خلاف دستکشهای رایج که به دلیل ساختار چین دار باعث فرم گرفتن انگشتان فضانوردان می شود، در مناطقی دارای تا خوردگی خواهد شد که انگشتان دست به صورت طبیعی توانایی خم شدن را دارند.
این خصوصیت توانایی حرکت دادن انگشتهای دست را درفضانوردان افزایش خواهد داد که در نتیجه توانایی عملیاتی فضانوردان و قدرت حمل تجهیزات مختلف توسط آنها افزایش خواهد یافت.
برای مدتها ناسا در تلاش مداوم برای ابداع نسل جدیدی از لباسهای فضایی بود تا در کنار انعطاف پذیری بیشتر توانایی عملیاتی آنها در فشارهای بالاتر نیز افزایش یابد.
لباس فضایی مارک 3 نسل اولیه این لباس است که از دهه 1980 تولید و تکامل آن آغاز شده امکان انجام اعمال متفاوتی از جمله زانو زدن را برای فضانوردان ایجاد خواهد کرد.
ناسا در تلاش برای بازگشت به ماه در سال 2015 از این نسل از لباسهای فضایی برای پوشش فضانوردان خود استفاده خواهد کرد. این لباس نسبت به راهپیمایی های طولانی در ماه مقاوم بوده و از انعطاف پذیری بسیار بالایی برخوردار است.
از گذشته لباسهای متناسب راهپیمایی های فضایی باید بر اساس فشار هوا به منظور حفظ فشار اطراف بدن فضانورد تولید می شده است اما در آینده ای نه چندان دور می توان از لباسهایی با ابعاد و حجمی کمتر استفاده کرد تا امکان حرکت آزادانه برای فضانورد وجود داشته باشد.
لباسهای Biosuit که توسط محققان موسسه ام آی تی طراحی و تولید شده است از لایه هایی مستحکم و مقاوم از مواد برای حفظ فشار بدن تولید شده است.
این لباس از قالب میله ای تشکیل شده است که تحت تاثیر حرکت اعضای بدن فضانورد انبساط پیدا نمی کنند. این خطوط غیر کشسان اسکلت بندی مستحکمی را به وجود می آورند که حرکات فضانورد را محدود نکرده و فرد می تواند به راحتی در این لباس حرکت کند. محققان اعلام کرده اند که تکمیل نهایی و استفاده از این لباس در فضا نیازمند چندین سال زمان خواهد بود.
در عین حال گروهی دیگر از متخصصان در حال تولید لباسهایی هوشمند فضایی هستند که روزی قادر به خود ترمیمی، تولید انرژی الکتریسیته و از بین بردن میکروبها خواهند بود.
