لباس های فضایی و فناوری حیاتی و امنیتی آن را بهتر بشناسیم (بخش نخست)

بدن انسان برای شرایط سخت فضا ساخته نشده است. لذا قرار گیری در خلا و در معرض امواج کیهانی بدون استفاده از فناوری‌های کمکی ممکن نیست. به همین دلیل طراحی لباس بخش مهمی از فعالیت‌های شرکت‌های فضایی است. در صورتیکه مایل به کسب اطلاعات بیشتر در مورد لباس  فضایی و تاریخچه‌ی آن هستید با این دسته از مقاله‌های مجله‌ی فناوری توان افزا و پوشیدنی همراه باشید.

لباس فضایی

چرا لباس فضایی لازم است؟

انسان در فضا نه تنها به علت نبود اکسیژن بلکه به دلایل دیگر قادر به حیات نیست. دراین شرایط نبود فشار سبب تورم عضلات تا دو برابر حجم طبیعی می‌شود. کلیه‌ی حرارت بدن با تابش ازدست می‌رود. هرچند  پوست انسان در خلا نیاز به محافظت در برابر فشار ندارد، مایعات سطحی پوست در فشار صفر تبخیر می‌شوند در خارج از جو زمین بدن در برابر تشعشعات فضایی قرار می‌گیرد. دما می‌تواند از حدود ۱۲۱ درجه تا منفی ۲۳۰ درجه متغییر باشد. به همین دلیل فراهم کردن امکانات سرمایشی و گرمایشی بسیار قوی لازم است.  همچنین وجود بقایای کوچک سیارکی در فضا خطری است که باید فرد را در برابر آن محافظت نمود.

لباس‌های فضایی شامل تجهیزاتی هستند که فضانوردان داخل و یا خارج سفینه یا ایستگاه فضایی برای حفظ حیات یا حفظ امینیت می‌پوشند. این لباس امکانات لازم برای حرکت و کار در خلا،و یا شرایط دمایی سخت را فراهم می‌کند. طراحی لباس باید تا حد ممکن راحت باشد. مواد لباس باید حداقل تلاش لازم را برای خم کردن مفاصل طلب کند و در برابر تمایل طبیعی ماده به شق شدن در خلا مقاومت نماید.

لباس‌های فضایی همچنین با فراهم کردن گازقابل تنفس و فشار مناسب پیرامون بدن فضا نورد، از وی محافظت می‌کنند. این لباس‌ها حتی مخزن آبی برای استفاده درحین راهپیمایی فضایی دارند. کلاه فضانورد از چشمان وی در برابر تابش‌های شدید محافظت می‌کند. کفش‌های فضانوردان نیز باید مناسب با محیط کار طراحی شود.

لباس‌های فضایی داخل سفینه‌ IVA یا intravehicular activity نامیده می‌شوند. این لباس‌ها برای رعایت احتیاط در صورت بروز مشکل داخل سفینه پوشیده می‌شوند. لباس‌های EVA یا extravehicular activity در خارج سفینه پوشیده می‌شوند. ناسا، SpaceX، چین و روسیه هر یک لباس‌های خاص خود را برای ماموریت‌های فضایی طراحی کرده‌اند. لباس‌های خارج سفینه علاوه بر تزریق اکسیژن به فرد، دی اکسیدکربن را پس از تنفس از لباس خارج می‌کنند. امکانات حرکتی خاصی نیز در این لباس‌ها وجود دارد. در حقیقت لباس‌های خارج سفینه خود یک فضا پیمای کوچک هستند.

طراحی لباس فضایی

تقریبا کلیه‌ی طرح‌های لباس‌های فضایی بر پایه‌ی ثابت نگاه داشتن حجم لباس ساخته می‌شوند. در صورتیکه حجم ثابت نباشد خم کردن مفاصل لباس با صرف نیرو از سوی کاربر همراه خواهد بود. چراکه برای تغییر حجم سامانه‌ای که در فشار ثابت نگاه داشته می‌شود، انرژی صرف می‌گردد. در صورتیکه حجم لباس تغییر کند فضانورد برای خم کردن مفاصل و خم نگاه داشتن آن‌ها به صورت مداوم کار انجام می‌دهد. این موضوع در طولانی مدت خستگی فضانورد را در پی خواهد داشت.

معمولا لباس فضایی در چند لایه طراحی می‌شود. یک لایه‌ی انعطاف‌پذیر از ماده‌ای پلاستیک مانند همواره لازم است. یک لایه‌ی خارجی برای محافظت لباس و جلوگیری از تغییر شکل آن نیز لازم است. معمولا در قسمت مفاصل لباس با بسته (باز) شدن مفصل قسمت‌های پاکت مانندی در طرف دیگر مفصل باز (بسته) می‌شود. به این شکل حجم لباس ثابت می‌ماند. اما در صورتیکه قسمت پاکت مانند کاملا باز شود، برای ایجاد حرکت بیشتر صرف نیروی مکانیکی لازم خواهد بود. قسمت بیرونی لباس همچنین محافظ ضربه و تشعع نیز هست.

لباس فضایی نرم

نسخه‌ها نخست لباس‌ فضایی، لباس‌های فضایی نرم بوده اند. این لباس‌ها بیشتر از پارچه ساخته‌ شده بود. همه‌ی لباس‌های نرم قسمت‌های سخت نیز داشته‌اند. از جمله قسمتی برای پشتیبانی مفاصل. لباس‌های داخل سفینه نیز لباس‌های نرم هستند.

لباس سخت آزمایشی AX-5

لباس سخت آزمایشی AX-5

لباس‌های سخت

مفاصل سخت این لباس طوری طراحی می‌شود که حجم ثابت لباس در حرکت حفظ شود. این لباس‌ها قسمت‌ها نرم ندارد. اما به نوعی پوشش محافظتی بالایی فراهم می‌نماید. ثابت بودن فشار داخل لباس نیازبه نفس گیری پیش از ورود فضانورد به محفظه‌های تنظیم فشار را از بین می‌برد.

لباس ها ترکیبی

در عمل کلیه‌ی لباس‌های فضایی قسمت‌ها سخت و نرم دارند. هر کجا که انعطاف و کم کردن وزن مطرح باشد می‌توان از قسمت‌های نرم استفاده کرد. هرگاه سختی و مقاومت، حفاظت و … مد نظر باشد استفاده از قسمت‌ها سخت مناسب‌تر است.

فناوری لباس فضایی

بسیاری از لباس‌های فضایی با الهام از فناوری مشابهی در لباس‌های خلبانان نیروی هوایی ساخته می‌شود. لباس خلبانان برای کار در ارتقاعات زیاد ساخته می‌شود. ساده‌ترین فناوری خلبانی ماسک هوا است که به خلبان در تنفس کمک مي‌کند. فناوری‌های جدید مانند چاپ سه بعدی نیز در طراحی و ساخت پارچه‌ی لباس‌های فضایی می‌توانند بسیار مفید باشند.

دستکش لباس فضایی

سامانه‌ی کنترل دما لباس فضانوردان زیر لباس اصلی

عکاس: BILL STAFFORD

در ماموریت عطارد دستکش‌های لباس‌های فضایی برای فراهم کردن دید بهتر چراغ قوه داشت. با تعریف ماموریت‌های خارج سفینه مانند آپولو و راه رفتن روی ماه، و مطرح شدن راهپیمایی فضایی نیازهای امنیتی بیشتر شد. به همین دلیل دستکش‌های لباس فضایی از پارچه‌های فلزی Chromel-r ساخته می‌شوند. این دستکش‌ها سوراخ نخواهد شد. برای گرم کردن انگشتان نیز استفاده از سامانه‌های گرمایشی لازم است. ناسا در موردی خاص برای ساخت دستکش‌های هوشمند نیز اقداماتی داشته است.

امروزه برای ساخت دستکش‌های لباس‌های فضایی از فناوری‌های بسیاری استفاده می‌شود. اسکن لیزری، برش با لیزر، فناوری‌های حکاکی، مدلسازی‌های رایانه‌ای از جمله این فناوری‌ها هستند. با این روش‌ها هزینه‌ی ساخت کاهش یافته و دقت ساخت افزایش یافته است.

لباس David R. Scott برای مامورت Gemini VIII

لباس David R. Scott برای مامورت Gemini VIII، با به کارگرفتن طلا در کلاه از فضانورد در برابر تابش های کیهانی محافظت می‌شود. سامانه‌ی حیات به شکل یک کوله پشتی و یک جعبه روی سینه پوشیده می‌شود.

سامانه‌ی حیات لباس فضایی

پیش از مطرح شدن راهپیمایی روی ماه لباس‌های فضایی برای دریافت منابع لازم به سفینه متصل بود. پس از آن کپسول اکسیژن مانند کوله‌پشتی روی لباس پوشیده می‌شد. در لباس‌های EMU مورد استفاده در راهپیمایی فضایی، کاربر می‌تواند مشخصات حیاتی لباس را کنترل کند.

تجهیزات لباس فضایی

کلاه ایمنی لباس فضایی

کلاه ایمنی لباس فضایی معمولا شکلی کروی دارد. این کلاه با فراهم کردن زاویه‌ی دید وسیع، به تنظیم فشار کمک نموده و وزن لباس را کم می‌کند. در  لباس‌های فضایی امکان حرکت قسمت سر وجود ندارد. در حقیقت قسمت کلاه ایمنی لباس فضایی کاملا روی بدنه قفل می‌شود. در لباس‌های جدید سعی می‌شود با افزایش سطح کلاه لباس زاویه‌ی دید افزایش یابد. کلاه ایمنی در حفظ چشمان فضانورد در برابر اشعه‌های کیهانی مهم است.


بیشتر بخوانیم:
Take Me Home راهی برای افزایش ایمنی راهپیمایی های فضایی

لباس های فضایی و فناوری حیاتی و امنیتی آن را بهتر بشناسیم (بخش دوم)

تلاش ناسا برای پرورش گیاهان در فضا


منبع: nasa suit up

«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی) مجاز است»

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

ExosNews on Telegram

ما را در تلگرام دنبال کنید!

مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی

عضویت در کانال تلگرام
بستن