مقاله ۱ - لباس فضانوردان و سرگذشت آن

مقدمه

آنها پیشرفته ‌ترین لباسهایی هستند که می‌توان داشت: مواد باهوش ، پر از حسگر ، به همراه سیستمهای هدایت رایانه‌ای ، ... و با اینحال لباسهای فضایی را هنوز خیاطها با دست می‌دوزند. انسان در آنها احساس راحتی نمی‌کند و پوشیدنشان نیز آسان نیست، اما این لباسها برای کار در محیطی طراحی شده‌اند که از تمامی نواحی روی زمین خشن‌تر و کشنده‌تر است.


لباس فضایی پیشرفته ، یا "واحد حرکت برون ناوی" (امو) ، که امروزه فضانوردان آن را به تن می‌کنند، شاهکار مهندسی است.
هر لباس فضایی در حقیقت سفینه فضایی کوچکی است: وسایل محافظت جانی ، ارتباطات و تغذیه همگی در آن جاسازی شده است و این مجموعه آنقدر سبک است که می‌توان آن را چندین ساعت متوالی به تن کرد.


عوارض ناشی از عدم استفاده از لباس مخصوص فضایی

در صورتی که انسان بدون حفاظ وارد فضا شود، به سرنوشت دردناکی دچار خواهد شد. اگر شخص بلافاصله بر اثر بمباران شهاب سنگهای ریز کشته نشود، مسلما کمبود اکسیژن او را از پای در خواهد آورد. در جایی که فشار جو تقریبا برابر صفر است، تمامی گازهای بدن منبسط شده و از منافذ آن بیرون خواهند زد، در عرض 15 ثانیه شخص بی‌هوش خواهد شد و پس از 4 دقیقه خواهد مرد.

پس از این ، نوبت سرما و گرماست. انسانها تنها قادر به تحمل گستره کمی از دماهای بالاتر و پایینتر از دمای عادی بدن (37 سانتیگراد) می‌باشند، اما در فضا گستره دماها وحشتناک است. در قسمتی که نور خورشید نمی‌تابد، دما می‌تواند تا منهای 25 درجه سانتیگراد کاهش یابد، در حالی که در محل تابش نور خورشید، دما ممکن است به بالاتر از 250 درجه سانتیگراد برسد. علاوه بر اینها ، محافظت در برابر تابش مرگبار خورشید نیز لازم است. حتی مقادیر کم آن طی یک مأموریت ، می‌تواند برای کشتن فرد کافی باشد.

طبق برآوردهای انجام شده ، در صورتی که یک زن فضانورد محافظت نشده ، 200 ساعت فعالیت برون ناوی در مدار زمین داشته باشد، احتمال ابتلای او به سرطان سینه 0.3 درصد بیشتر از سایرین خواهد شد. در نهایت ، مسأله فشار هوا پیش می‌آید. حدود 70 درصد بدن انسان را آب تشکیل می‌دهد، که اگر در معرض فشارهای بسیار پایین قرار گیرد، تمامی این مایعات شروع به جوشیدن می‌کنند. در ابتدا بدن شخص ورم می‌کند و در نهایت عملا یخ زده و خشک می‌شود.

لباسهای فضایی امروزی لباسهای فضایی امروزی ، از زمان ساخت اولین پیش نمونه آن توسط خلبانی به نام وایلی پست در سال 1934، راه درازی را برای تکامل خود پیموده‌اند، پست ، لباسی را که خودش طراحی کرده بود پوشید تا یک حد نصاب ارتفاع بجای بگذارد؛ اما وقتی در ارتفاع 50000 پایی پرواز می‌کرد، موفق به کشف "جریان جت" شد. 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 براحتی می‌توانست به قسمتهای هدایت کننده هواپیما دسترسی داشته باشد و در بالای آن یک کلاه فلزی قرار داده بود.

از دهه 1960 میلادی ، مسابقه 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 21 جولای 1969 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 را به حدی بود که اجازه انجام بسیاری از حرکات را فضانورد می داد.

امروزه فضانوردان مجموعه‌ای از لباسهای فضایی مختلف را در اختیار دارند. هر یک از آنها برای کار در محیطی خاص طراحی شده است. در خلال پرتاب و فرود ، آنها لباسهای با فشار جزئی ، به همراه محفظه مخصوص چتر نجات را می‌پوشند. این لباس تشکیل شده است از کلاه ایمنی ، دستگاه ارتباطی ، نیم تنه ، چکمه‌ها و دستکشها ، قسمتهای بادکنک مانندی در داخل لباس تعبیه شده است که هنگام کم شدن فشار داخل کابین ، بطور خودکار باد می‌شوند تا فشار لازم را در قسمت پایینی بدن حفظ کنند. بدون وجود آنها ، فضانوردان به علت جمع شدن خون در آن قسمت از بدنشان از حال می‌رفتند.

به محض رسیدن به مدار ، فضانوردان لباسهایی را کم و بیش شبیه لباسهای عادی است به تن می‌کنند، البته با این تفاوت که این لباسها تعداد زیادی جیب برای قرار دادن قلم و کاغذ دارند، زیرا در غیر اینصورت این وسایل در داخل کابین فضاپیما به پرواز در خواهند آمد.

اما لباس فضایی حقیقی ، که بیشتر برای مردم آشناست، در واقع همان "امو" است. در گذشته لازم بود برای هر فضانورد یک لباس اختصاصی دوخته شود، اما طراحیهای امروزی به صورت قطعه قطعه انجام می‌شود، بدین ترتیب که نیم تنه های بالا و پایین ، دستها و دستکشها همه در اندازه‌های مختلف آماده می‌شوند که می‌توان آنها را باهم ترکیب کرد تا لباسی به اندازه یک فضانورد خاص بدست آید. با این شیوه ، هر لباس فضایی را می‌توان مورد استفاده قرار داد.

لباس فضایی برای مریخ

بزرگترین مسأله در حال حاضر ، تکمیل امویی است که برای سفر به مریخ مناسب باشد. مایکل دمازی ، مهندس لباسهای فضایی در ناسا ، می‌گوید: "ما به لباسی نیاز داریم که قابلیت تحرک و راحتی آن برای سطح مریخ بسیار بالا باشد. تعداد فعالیتهای برون نالوی فضانوردان در مدت اقامت 500 روزه آنها بسیار زیاد خواهد بود: ما انتظار 300 مورد و یا بیشتر را داریم". دمازی اضافه می‌کند: "مأموریت به مریخ ، مثل این است که فضانوردان باید هر روز صبح از خوب بیدار شوند و به سر و کار بروند. از لباسهای فضایی کنونی برای مدت 6 تا 8 ساعت می‌توان استفاده کرد و ما نیز طراحیهای خود را بر اساس حداقل این مقدار زمان انجام می‌دهیم. در برخی از موارد فضانوردان باید مدت 16 تا 18 ساعت روی سطح مریخ باشند".

در طراحی کنونی امو ، موارد جدیدی تعبیه و جمع شده است، از جمله دستگاه جمع آوری ادرار ، که آن را خود جمع می‌کند تا بعدا به دستگاه مدیریت مواد دفعی مدار گرد انتقال دهد و یک لباس تهویه به همراه دستگاه سرمایش مایع که زیر لباس اصلی پوشیده می‌شود. این لباس ، یک تکه است و از ماده قابل کش آمدن ساخته شده و در آن مجراهایی برای عبور آب قرار داده شده است تا فضانورد را خنک نگه دارد و از گرما آزاد دهنده داخل لباس محافظت نماید. علاوه بر آن ، امو یک محفظه آب آشامیدنی به حجم 620 سانتیمتر مکعب و یک دستگاه ارتباطی پیشرفته نیز دارد.

برای کارهای طولانی بر سطح مریخ ، این اجزا باید بتوانند دو برابر حالت عادی کار کنند. دمازی می‌گوید: "موارد کلیدی عبارتند از راحتی ، مدیریت آب و غذا، مواد دفعی ، مورد کلیدی دیگر عبارت است از اینکه آیا ما مریخ نوردهای تحت فشار خواهیم داشت یا نه؟ فشار هوای داخل این مریخ نوردها چنان تنظیم شده است که فضانورد می‌تواند با ورود به آن ، لباس فضایی خود را بیرون بیاورد، تا بهتر بتواند به خورد و خوراک و بهداشت خود برسد. در حالتی که این مریخ نوردها موجود نباشند، یا خراب شده باشند، باید بتوان این کارها را داخل لباس انجام داد".

نشاندن حیات بر سطح مریخ

در شرکتی که لباسهای فضایی ناسا را تولید می‌کند، مهندسان پشت چرخهای خیاطی نشسته‌اند. اندیشه ساخت لباسی که برای سفر انسان به مریخ مناسب باشد، هر کسی را که آنجا کار می‌کند به هیجان آورده است. کلارک دین 56 ساله می‌گوید: "من 26 ساله بودم که بخشی از کارم در لباس فضایی آرمسترانگ و آلدرین مورد استفاده قرار گرفت. من کمک کردم تا انسان به ماه برود. اغلب از خودم می‌پرسم چه کار دیگری می‌توانم انجام دهم که به همان اندازه هیجان انگیز باشد؟ آنها راجع به سفر به مریخ صحبت می‌کنند و من با شنیدن آن از خوشحالی به هوا می‌پرم. من با این کار دوباره جوانی‌ام را بدست آورده‌ام و دوست دارم همچنان اینجا باشم تا تحقق آن را ببینم."

مقاله ۲ - سرگذشت لباس فضايي

مقدمه

پس از تصادف سفینه باربری پروگرس با مجتمع مداری میر ، بار دیگر نگاه مردم جهان به فعالیتهای فضایی معطوف شد. "پاول وینوگرادف" و "ولادیمیر سالاویف" چند بار به راهپیماییهای فضایی دست زدند که جریان این راهپیماییها از طریق شبکه‌های خبری بین المللی بطور مستقیم و غیر مستقیم به نمایش گذاشته شد. این عملیات بیش از پیش موجب علاقمندی مردم به خبرهای فضایی شد، در عین حال سؤالات زیادی را در مورد خطرهای موجود در راهپیماییها ، وضعیت تغییر ایستگاههای فضایی و بالاخره لباسی که کیهان نوردان را در جریان اینگونه فعالیتها از صدامات فضای آزاد مصون می‌دارد مطرح شده است. آنچه می‌خوانید گزارش گونه‌ای است از سرگذشت و چگونگی لباس فضایی (اورلان) که فضانورد روسی در جریان اینگونه راهپیماییها بر تن دارند.

راهپیمایی در فضا ؛ یک ضرورت

راهپیمایی در فضا و گام نهادن به فضای آزاد که در نخستین سالهای تسخیر فضا توسط "الکسی لئونف" برای اولین بار صورت گرفت، محل بسیاری دیگر از پدیده‌های فضایی آن سالها ، بیش از آنکه جنبه بهروری علمی ، فنی و آینده نگری داشته باشد، یک عمل سیاسی- تبلیغاتی بر روسها بود. در آن زمان هر دو کشور دارای قدرت فضایی می‌خواستند صاحب اولینهای بیشتری باشند. اما امروز نه تنها دانشمندان و کارشناسان فضایی ، بلکه مردم عادی علاقمند به فضانوردی و علوم می‌دانند که راهپیمایی در فضا یکی از ارکان اصلی تحقیقات فضایی است.

وقوع حوادثی چون تعمیر تلسکوپ هابل و یا مجتمع مداری میر و اتصال قطعات و دستگاههای عظیم فضایی در قرن آتی نشانه آن است که باید "راهپیمایی در فضا" را جدی گرفت. فراسوی جو آبی رنگ زمین ، شرایطی وجود دارد که می‌تواند به علل مختلف سبب مرگ انسان شود. در فضا نمی‌توان تنفس کرد. فشاری به بدن انسان وارد نمی‌شود و حتی در نزدیکی سیاره زمین ، که وطن انسانها تلقی می‌شود، درجه حرارت بین آفتاب و سایه ممکن است، بین 150 درجه سانتیگراد بالای صفر تا 185 درجه زیر صفر باشد.

نخستین راهپیمایی در فضا با "برکوت"

اولین لباس راهپیمایی فضایی را روسها در سال 64-1963 طراحی و ساختند. این لباس که "برکوت" نام داشت، توسط کارخانه سیستمهای فضایی "زوزدا" برای راهپمایی 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 20 دقیقه طول کشید که 12 دقیقه آن در خارج از سفینه بود.

"یاسترب" جای برکوت را گرفت

روسها تا سالها بعد در فضا راهپیمایی نکردند، عملیات بعدی با لباسی به نام "یاسترب" باید در سال 1967 انجام می شد. سفینه "سایوز-1" با یک سرنشین به نام "ولادیمیر کمارف" به فضا پرتاب شد. 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 -1 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. بعد از این تحویل و تحول ، دو ناو از هم جدا شوند و به زمین باز گردند. این عملیات بعدا در سال 1969 و در جریان پرواز سایوز 4 و 5 با موفقیت انجام شد.

"اورلان" و "کرچت" برای راهپیمایی در ماه

همانگونه که می‌دانید در آن سالها ، جدالی خستگی ناپذیر بر سر سفر به ماه بین آمریکاییها و روسها وجود داشت. از جمله تجهیزات مورد نیاز ، ‌یکی هم لباس فضایی برای خروج از سفینه مه نورد و قدم زدن در ماه بود. این مهم به کارخانه زوزدا محول شد. دو نمونه لباس در این سالها بوسیله طراحان و مهندسین کارخانه زوزدا ساخته شد. این لباسها که "اورلان" و "کرچت" نام داشتند می‌توانست در ماه توسط فضانوردان روس مورد استفاده قرار گیرد. روسها به علت مشکلاتی فنی در موشک بالا برنده سفینه مه نورد، بازنده سفر به ماه شدند. اما کارشناسان زوزدا ، کار بر روی لباس راهپیمایی فضایی را رها نکردند، زیرا در ادامه و توسعه طرح ایستگاههای مداری به آن ضرورت داشتند.

"اورلان - دی" ؛ در خدمت فضانوردان سالیوت

نمونه بعدی لباس فضایی با تغییرات تکامل به نام "اورلان - دی" طراحی شد که در جریان راهپیماییهای فضایی در ایستگاههای مداری سالیوت 6 و 7 بکار رفت. طی سالهای 1977تا 1984 سیزده بار اورلان - دی توسط 7 کیهان نورد برای انجام راهپیماییهای فضایی بکار گرفته شد، که جمعا حدود 80 ساعت در فضای آزاد کیهانی کار کردند.

"اورلان- دی. ام"؛ گامی به جلو در صنعت فضایی

کارشناسان کارخانه زوزدا در جریان 7 سال کار کیهان نوردان با اورلان - دی بتدریج دریافتند که این لباس به چه تغییراتی نیاز دارد و بر همین اساس از سال 1985، مدل جدید این لباس را که تمام اورلان- دی.ام بر آن نهاده بودند را به کیهان نوردان عرضه کردند. اولان - دی. ام 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- دی، ام 4 بار توسط 8 فضانورد در جریان ماموریت های خارج از سفینه طی سالهای 1985 تا 1988 بکار گرفته شد که جمعا مدت زمانی در حدود 65 ساعت در بر می گرفت.

"اورلان - دی. ام. آ" لباس فضانوردان ایستگاه میر

از سال 1988 مدل جدیدتر این لباس با نام "اورلان - دی. ام. آ" در ایستگاه مداری میر کاربرد یافت. این مدل توانایی هماهنگی با صندلی پرنده را داشت و فضانوردان می‌توانستند بطور مستقل و یا با صندلی پرنده از آن استفاده کننند. 18 تن از فضانوردان روس ، فرانسوی و آمریکایی مستقر در ایستگاه مداری میر تا کنون طی حدود 430 ساعت راهپیمایی در فضا از این لباس استفاده کرده‌اند.

"اولان - ام" ، مدل روز

از امسال نوع جدیدی از لباس به نام "اورلان - ام" در میر مورد استفاده قرار گرفت. در جریان راهپیماییهای پی در پی "آسالاویف" و "ونیوگرادف" ، کیهان نوردان فعلی مستقر در میر که منجر به تعمیرات اساسی و بی‌سابقه‌ای در این دستگاه مداری شد، اورلان - ام بکار رفت. مدلهای مختلف اولان بطور کلی یک شکل و ظاهرا یک نوع هستند. تفاوت این مدلها چندان زیاد نیست لذا آنچه در مورد چگونگی شکل و کار اورلان - ام در این مقاله می‌آید را می‌توان به بقیه مدلها تا حدود بسیار زیادی تعمیم داد.

اورلان چگونه لباسی است؟

اورلان دارای دو بخش اصلی است؛ شلوار و چکمه‌ها ، بالا تنه دارای دریچه‌ای در پشت است که راه ورودی لباس به حساب می‌آید. در جلو آن ابزارهای کنترل (روی سینه) و پشت آن سیستم ایمنی را نصب می‌کنند. فضانورد برای پوشیدن لباس یا بهتر است بگوییم ورود به آن ، چون در واقع فضانورد بجای آنکه لباس را بپوشد، به آن وارد می‌شود، دریچه پشتی را باز می‌کند پاهای خود را وارد شلوار می‌کند و سپس خود را به داخل لباس می‌کشد.

اورلان در عین حال قابل انعطاف هست، بطوری که فضانورد می‌تواند نرمش کافی برای استفاده از ابزارهایش داشته باشد. لایه بیروین لباس فضایی خود از چند لایه الیاف مصنوعی ساخته شده است که مانند لباس ضد گلوله عمل می‌کنند و مانع می‌شوند که غبارهای فضایی ، یعنی شهابهای ریز ، بدن فضانورد را سوراخ کنند. در داخل لباس ، فشاری مناسب بر بدن فضانوردان وارد می‌شود. اگر چنین فشاری نباشد، مایعان بدن فضانوردان (مثلا خون) جوش می‌آید.

لباس فضایی از قطعات مختلف ساخته شده که می‌توان هر قطعه را در صورت فرسودگی برداشت و قطعه‌ای نو را به جای آن گذاشت. در داخل کلاه ، جریان اکسیژن از روی صورت فضانورد عبور داده می‌شود که مانع جمع شدن بخار هوا در آنجا می‌گردد. در قسمت جلو کلاه یک نقاب شفاف پلاستیک مجهز به سایبانی قابل تنظیم (برای محافظت چشم فضانورد در مقابل نور خورشید) کار گذاشته شده است. این نقاب محکم طوری ساخته شده است که صورت فضانورد را در مقابل برخورد خرده ریزه‌های خطرناک فضایی محافظت می‌کند. لوله‌ای نیز برای نوشیدن آب ، متصل به مخزن آب کوله پشتی ، در داخل کلاه وجود دارد.

مشخصا لباس فضایی

لباس فضایی از چندین لایه تشکیل شده که بدن فضانورد را در مقابل خلا و بمباران شهابهای ریز محافظت می‌کند. لایه اول خود هفت لایه است که اولین آنها از الیاف ریز بافت پلاستیکی است 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. درونی‌ترین لایه‌ها مخصوص عبور مایعات خنک کننده و تهویه هستند.

دستگاه نگهداری ادرار 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 تو 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 ، باسن ، زانو و مچ پا هم هست تا فضانورد بتواند در خارج از سفینه به آسانی کار کند. مفصلهای شانه طوری ساخته شده است که فضانورد بتواند آزادی عمل برای حرکتهای عمودی و افقی داشته باشد؛ بطور افقی 150 درجه ، مایل تا 170 درجه و عمودی 180 درجه ، فضانورد قادر است آرنج خود را نیز تا 120 درجه تکان دهد.

سیستم ارتباطی خارج از سفینه ، یک رادیوی دو جانبه برای ارتباط است 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 می‌کند. 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.

دستگاههیا 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 تنظیمهای مناسب را انجام دهند. مثلا فضانورد با یکی از شیرها می‌تواند درجه حرارت داخلی لباس را ، با تنظیم جریان آب ، کم و زیاد کند. با شیر دیگری سرنشینان سفینه می‌توانند سیستم یدکی اکسیژن را در صورت بروز وضع اضطراری فعال کنند.

روی آستین لباس - در ناحیه مچ ، آینه‌ای وجود دارد که فضانورد توسط این آینه می‌تواند دستگاههای نمایش و کنترل را ببیند، زیرا نمی‌تواند همچون زمین گردن خود را خم کرده و روی سینه را تماشا کند. به همین جهت نوشته‌های این دستگاهها نیز به صورت واراونه (معکوس) نمایش داده می‌شود تا کیهان نورد آنها را به صورت واقعی ببیند. برای کار در ایستگاه بین المللی آلفا ، روسها مدل دیگری از لباس فضایی را ساخته‌اند که فعلا "لباس مشترک روسی - اروپایی قرن 2000" و بطور اختصار "سی. کاوک. د 2000" نامیده می‌شود. این لباس محصول مشترک دانشمندان روسیه و فرانسه است.

دنياي حرفه وفن www.herfe-rszy.blogfa.com

منبع: شبكه رشد