پوشاک ۲۲ میلیون دلاری

سازمان هوانوردی و فضانوردی امریکا (ناسا) به تازگی برای طراحی، ساخت و تولید لباس های فضایی جدید قراردادی را با یک شرکت بین المللی منعقد کرده است. فضانوردان از این لباس جدید در برنامه های بعدی سفر به ایستگاه فضایی بین المللی و سپس سفر به سطح ماه در سال ۲۰۲۰ استفاده می کنند. به گفته جف هانلی مدیر برنامه ناوگان در مرکز فضایی جانسون ناسا واقع در هیوستون، انعقاد قرارداد لباس های فضایی، ملزومات سخت افزاری مورد نیاز پروازهای فضایی سرنشین دار را برای نخستین پرواز برنامه ناوگان در سال ۲۰۱۵ فراهم می کند. قراردادهای کپسول سرنشین دار اوریون و راکت آرس I طی دو سال گذشته واگذار شده است. قرارداد منعقده در زمینه لباس فضایی شامل دوره زمانی عملیاتی از ژوئن ۲۰۰۸ تا سپتامبر ۲۰۱۴ و ارزش آن بالغ بر ۸/۱۸۳ میلیون دلار است. به گزارش ایسنا طی مدت قرارداد، شرکت اوشن یرینگ و پیمانکارانش کار طراحی، ساخت، آزمون و ارزیابی درباره ساخت، مونتاژ و نخستین پرواز اجزای لباسی که برای فضانوردان مستقر در وسیله سرنشین دار اوریون لازم است، انجام می دهند. همچنین، قرارداد پایه شامل کار اولیه روی طراحی لباس فضایی مورد نیاز برای سفر به سطح ماه نیز می شود. لباس ها و سامانه های پشتیبانی مورد نیاز باید برای بیش از چهار فضانورد عازم به ماه و شش نفر مسافر ایستگاه فضایی بین المللی تهیه شود. این لباس فضایی، برای سفرهای کوتاه به کره ماه از پیاده روی هایی فضایی روی سطح آن به مدت یک هفته طراحی می شود. همچنین این سامانه باید به گونه یی طراحی شود که بتوان با استفاده از آن شمار قابل توجهی پیاده روی فضایی را طی ماموریت های بالقوه گروه های اعزامی به ایستگاه در مدت شش ماه انجام داد. افزون بر این، لباس فضایی و سامانه های پشتیبانی امکان راهپیمایی های فضایی محتمل و محافظت از فضانوردان در برابر محیط پرتاب و فرود ( مانند نشتی های کابین فضاپیما) را فراهم می کند.
اگر شخصی بدون استفاده از لباس های فضایی از جو خارج شود، به دلیل وضعیت خاص محیط، دشواری های بسیاری برای وی به وجود می آید، از جمله؛
▪ از دست دادن هوشیاری به دلیل نبود اکسیژن
▪ به جوش آمدن خون و دیگر مایعات بدن به دلیل نبود فشار هوا
▪ انبساط اندام های بدن به دلیل جوشش مایعات
▪ روبه رو شدن با تغییرهای شدید دمای محیط پیرامون (از ۱۲۰ درجه سانتیگراد در نور خورشید تا۱۰۰ درجه در سایه)
▪ روبه رو شدن با انواع مختلف تابش ها از جمله پرتوهای کیهانی و ذرات بارداری که از خورشید گسیل می شوند (بادهای خورشیدی)
▪ برخورد با انواع ذرات کوچک سرگردان در فضا که با سرعت زیاد در حرکتند.
بنابراین برای آنکه شخص بتواند یک سفر فضایی بی خطر را به پایان برساند، باید از یک دست لباس فضایی استفاده کند که دارای ویژگی های زیر باشد؛
▪ محیطی با فشار مناسب برای بدن پدید آورد.
▪ اکسیژن بدن را فراهم کند.
▪ دی اکسید کربن تولید شده را دور کند.
▪ دمای مناسبی را فراهم آورد تا شخص بتواند حتی در نور خورشید هم به فعالیت های خود ادامه دهد.
▪ مانعی برای فعالیت و تحرک و جابه جایی شخص نشود.
▪ از شخص در برابر انواع ذرات فضایی محافظت کند.
▪ مانعی برای رسیدن پرتوهای کیهانی به بدن شخص شود.
▪ مانعی برای دیدن محیط پیرامون نشود.
▪ امکان گفت وگو با دیگران (دیگر فضا نوردان همکار و پایگاه زمینی ) را فراهم آورد.
▪ امکان حرکت در خارج از فضاپیما را به وجود آورد.
با توجه به موارد بالا می توان دریافت که لباس های فضایی باید گستره وسیعی از امکانات را برای فضا نورد فراهم آورد و در عین حال وی را از بسیاری از مشکلات و دشواری های فضا دور نگه دارد.
در ادامه مهم ترین ویژگی های لباس فضایی را بررسی می کنیم.
▪ تامین فشار جو؛
لباس فضایی فشاری بر بدن فضا نوردان وارد می کند تا مانع جوشیدن مایعات بدن شود. امروزه بیشتر لباس های فضایی ساختاری چند لایه دارد و بخش درونی آن به شکل بدن انسان است. باتوجه به وجود هوا در لایه های آن فشاری ( که البته کمتر از فشار در سطح زمین است ) بر بدن فضا نوردان وارد می کند که وضعیت سطح زمین را برای فضانورد شبیه سازی می کند.
▪ تامین اکسیژن؛
از آنجا که فشار درون لباس فضایی کمتر از یک اتمسفر است، فضا نورد نمی تواند از هوای معمولی ( که دارای ۷۸ درصد نیتروژن، ۲۱ درصد اکسیژن و یک درصد گازهای دیگر است) استفاده کند زیرا در این صورت با کمبود اکسیژن در ریه ها و خون مواجه می شود. ( شبیه حالتی که کوهنوردان هنگام صعود به قله اورست با آن روبه رو می شوند.) بنابراین بیشتر لباس های فضایی اکسیژن خالص را برای تنفس در اختیار فضانوردان قرار می دهند. برخی از لباس های فضایی این اکسیژن را توسط لوله یی که از یک طرف به بدن فضا نورد و از طرف دیگر به فضاپیما متصل است، فراهم می کنند، اما برخی دیگر از لباس ها به یک کوله پشتی مجهز هستند که اکسیژن مورد نیاز در آن ذخیره شده است. البته هم در شاتل فضایی و هم در ایستگاه فضایی بین المللی ترکیب درصد هوای تنفسی شبیه به هوای سطح زمین است و بنابراین شخص برای آنکه لباس فضایی بپوشد و اکسیژن خالص تنفس کند، باید ابتدا مدتی هوای با اکسیژن خالص مصرف کند تا نیتروژن موجود در خون و اندام های وی خارج شود.
▪ حذف دی اکسید کربن؛
فضا نورد در عمل تنفس دی اکسید کربن آزاد می کند که تجمع این دی اکسید کربن در فضای بسته لباس فضایی موجب مرگ وی می شود، بنابراین لازم است این دی اکسید کربن را جمع آوری کرد. معمولاً در کوله پشتی فضانوردان بخشی است که هیدروکسید لیتیم درون آن، دی اکسید کربن بازدم فضا نوردان را به خود جذب می کند.
▪ تنظیم دما؛
لباس های فضایی برای آنکه دمای مناسبی را برای فعالیت فضانوردان فراهم کند، دارای چند لایه از الیاف های خاص است و با توجه به خاصیت نارسانایی حرارتی، دما را از خود عبور نمی دهد.
لایه بیرونی لباس هم به خوبی پرتوهای خورشید را بازتاب می دهد و از افزایش دما جلوگیری می کند. بدن فضانوردان هنگام کار و فعالیت حرارت ایجاد می کند که باعث افزایش عرق می شود. برای جلوگیری از افزایش دما در درون لباس فضایی تدابیری اندیشیده اند، از جمله در برنامه های مرکوری و جمینی لباس های فضایی به فن و تبادل گرهای حرارتی مجهز بودند، اما امروزه لباس های فضایی با جریان آب خنک، سرد می شود.
▪ حفاظت در برابر ذرات و تابش؛
برای آنکه لباس های فضایی بتوانند از فضانورد در برابر برخورد ذرات سرگردان فضا محافظت کنند، آنها را از چندین لایه الیاف مقاوم می سازند. علاوه براین، لباس های فضایی از فضانورد در برابر پرتوها نیز محافظت می کند، البته باید به خاطر داشت این لباس ها توانایی چندانی برای مقابله با این پرتوها و به ویژه زبانه های خورشیدی ندارد، بنابراین برنامه های راهپیمایی فضایی را در دوره هایی که فعالیت خورشیدی کمتر است، برنامه ریزی می کنند.
▪ امکان دیدن محیط اطراف؛
لباس های فضایی، کلاه های ایمنی ویژه یی دارند که پلاستیک شفافی در بخش جلویی دارد و امکان دیدن اطراف را برای فضانورد فراهم می کند. بسیاری از این کلاه های ایمنی همانند عینک های آفتابی پوششی دارد که نور خورشید را بازتاب می کند. علاوه بر این فضانوردان پیش از راهپیمایی فضایی بخش درونی کلاه ایمنی را با ماده یی ضد مه اسپری می کنند تا از تشکیل مه در اثر بخارهای عرق بدن فضانورد جلوگیری شود.
▪ توانایی حرکت؛
هنگامی که شخص لباس فضایی اش را می پوشد، حرکت و جابه جایی برای وی دشوار می شود. بسیاری از ما این تجربه را داشته ایم که هنگام پوشیدن دستکش های ضخیم، از توانایی و حرکت انگشت های ما به شدت کاسته می شود. فضانوردان اولیه نیز از دشواری حرکت دادن دست، بازو و پاها به ویژه در مفصل ها شکایت می کردند اما امروزه لباس ها را چنان می سازند که حرکت اندام ها در مفصل ها آسان تر باشد.
▪ ارتباطات؛
لباس های فضایی دارای گیرنده و فرستنده رادیویی است و بنابر این فضانورد می تواند در هنگام راهپیمایی فضایی با دیگر فضانوردان و کارکنان ایستگاه زمینی در ارتباط باشد. این گیرنده- فرستنده که در کوله پشتی فضانوردان نصب می شود، دارای میکروفن و گوشی است که در کلاه ایمنی تعبیه شده است.
حرکت در فضا؛ حرکت در حالت بی وزنی بسیار دشوار است. اگر فضانورد چیزی را به سمت جلو پرتاب کند، خودش رو به عقب می رود. (قانون سوم نیوتن؛ برای هر عملی عکس العملی است مساوی با آن و در خلاف جهت ) فضانوردانی که در برنامه فضایی جمینی راهپیمایی کردند، می گفتند برای تثبیت مکان خود، با دشواری های بسیاری روبه رو می شدند. اما امروزه فضاپیما دارای جای پا و دست است تا فضانوردان در حالت بی وزنی هم بتوانند کار کنند. علاوه براین فضانوردان پیش از انجام راهپیمایی های واقعی فضایی، چنین کاری را روی زمین تمرین می کنند. پوشیدن لباس های فضایی و شناور شدن در مخزن های بزرگ آب حالت بی وزنی را شبیه سازی می کند. علاوه براین ناسا، ابزارهایی ابداع کرده است که به فضانورد امکان می دهد، در فضا به آسانی جابه جا شود، بدون آنکه با طناب یا چیز دیگری به فضاپیما متصل باشد. چنین ابزارهایی معمولاً از موتورهای پیشران تشکیل شده اند که با خروج گاز از پشت سر، فضا نورد را به جلو می راند. این ابزارها دارای یک اهرم کنترل هستند که فضانورد می تواند با استفاده از آن جهت خود را تغییر دهد. این ابزارها دارای مخزنی هستند که حاوی ۴/۱ کیلو گرم گاز نیتروژن است و فضانورد را با سرعت سه متر بر ثانیه به حرکت در می آورد.
● تاریخچه لباس های فضایی
از زمانی که هواپیماهای جت ابداع شد، خلبانان نیاز به لباس پرواز که فشار طبیعی زمین را فراهم سازد، احساس کردند زیرا د ر ارتفاعات زیاد فشار جو به شدت کم می شود و اکسیژنی برای تنفس وجود ندارد. معمولاً از این لباس ها وقتی استفاده می شود که فشار طبیعی درون کابین خلبان بنا به دلایلی کاهش می یابد. این لباس ها را از الیاف هایی می ساختند که دارای روکش نئوپرن بودند. این لباس ها همانند بادکنک منبسط می شوند و به بدن خلبان فشار می آورند. لوله یی هم از درون کابین به لباس خلبان وصل می شد که وظیفه تامین اکسیژن را به عهده داشت.
هنگامی که ناسا برنامه مرکوری را آغاز کرد، لباس های فضایی به لباس پرواز خلبان ها بسیار شبیه بود، اما روی نئوپرن را با یک لایه از میلار آلومینیوم دار پوشاندند. علاوه بر این لباس فضایی مرکوری دارای چکمه، دستکش و کلاه ایمنی بود که با حلقه یی به لباس متصل می شد. این لباس به وسیله یک فن خارجی که فضانورد همراه داشت، خنک می شد. فضانوردان اکسیژن مصرفی خود را به وسیله لوله یی که به لباس وصل می شد، دریافت می کردند. هرچند لباس فضایی مرکوری آنها را از خطرات حفظ می کرد، اما هنگامی که پرفشار می شد، از کارایی آن کاسته می شد زیرا برای راهپیمایی فضایی طراحی نشده بود. به همین دلیل برای برنامه جمینی لباس های جدیدی طراحی شد که نه تنها برای وضعیت های اضطراری، بلکه برای راهپیمایی فضایی مناسب بود. لباس های برنامه جمینی از قالب هایی به شکل بدن انسان ساخته شده بود. این لباس ها روکشی داشت که فضانورد را در برابر ذرات ریز شهاب سنگ ها محافظت می کرد. فضاپیما نیز اکسیژن و هوای لازم برای خنک کردن لباس فضانورد را به وسیله یک لوله به فضانورد می رساند.
اما پس از برنامه جمینی فضانوردان دریافتند که هوا خنک کننده چندان مناسبی نیست. در موارد بسیار دمای بدن فضانورد در اثر راهپیمایی فضایی بالا می رفت و مه از درون کلاه ایمنی آنها را فرا می گرفت. به همین دلیل ناسا برای برنامه آپولو به فکر افتاد از لباس های کارآمدتر استفاده کند.
لباس فضایی برنامه آپولو؛ از آنجا که قرار بود فضانوردان در این برنامه در ماه نیز پیاده روی کنند، لباس ویژه یی طراحی شد که انجام این کار را امکان پذیر می ساخت. لباس فضایی آپولو شامل موارد زیر بود؛
▪ یک زیرپوش که با آب خنک می شد.
▪ بخش چندلایه برای تامین فشار؛
۱) لایه درونی که از نایلون سبک وزن بود.
۲) لایه میانی که نایلون با پوشش نئوپرن بود و فشار را تنظیم می کرد.
۳) لایه بیرونی که فشار لایه های زیری را نگه می داشت.
▪ پنج لایه از میلار آلومینیوم دار که با چهار لایه از داکرون به هم بافته شده بود و وظیفه حفاظت گرمایی را به عهده داشت.
▪ دو لایه از کابتون که آن هم نارسانای حرارتی است.
▪ یک لایه دیگر با پوشش تفلون برای حفاظت در برابر ضربه
▪ یک لایه دیگر از جنس تفلون
این لباس به چکمه، دستکش، ابزارهای ارتباطی و کلاه با پلاستیک شفاف مجهز بود و برای راهپیمایی در ماه نیز تجهیزات اضافه داشت. یک کوله پشتی نیز اکسیژن و آب برای خنک کردن را تامین و دی اکسید کربن اضافه را حذف می کرد. این لباس روی زمین در مجموع ۸۲ کیلوگرم وزن داشت، اما وزنش در ماه فقط ۱۴ کیلوگرم بود. از لباس طراحی شده برای ماموریت آپولو در ماموریت اسکای لب نیز استفاده شد. پس از آنکه پرواز شاتل به کاری عادی تبدیل شد، فضانوردان مجبور نبودند هنگام پرتاب یا ورود به زمین لباس فضایی متداول را بپوشند تا اینکه سانحه چلنجر روی داد. در این حادثه، چلنجر لحظاتی پس از پرتاب منفجر شد و همه هفت سرنشین آن جان باختند. از آن پس ناسا پوشیدن لباس های فضایی را هنگام پرتاب و ورود به زمین اجباری کرد. از این لباس ها که ابزار جابه جایی فرازمینی (EMU) نام دارد، برای راهپیمایی فضایی و جابه جایی در ایستگاه فضایی استفاده می شود. هرچند لباس های فضایی امروزی کارایی خوبی دارند، ناسا هر روزه در جست وجوی لباس های فضایی بهتری است و طراحی و ساخت لباس ها (و گاهی بخش کوچکی از آن مانند دستکش که دارای ویژگی های خاصی باشد) را به مناقصه می گذارد. به همین دلیل برخی شرکت ها لباس هایی ارائه کردند که دارای ویژگی های بسیار جالب و قیمت های بسیار زیاد ( حدود ۲۲ میلیون دلار) است. در سال ۲۰۰۸ نیز ناسا یک پروژه ۷۴۵ میلیون دلاری را برای طراحی و ساخت لباس های فضایی نسل جدید به اجرا گذاشت.

منبع : روزنامه اعتماد