تبیان، دستیار زندگی

* مقدمه ای بر كار لباس های فضانوردی

فكر كنید كه یك روز سرد زمستانی است می خواهید به بیرون بروید. شما برای محافظت خودتان از سرما پیراهن شلوار جوراب، شال، دستكش و ... می پوشید. اما حالا فرض كنید می خواهید به بیرون از فضا بروید! لباس شما باید از شما محافظت كند و شما را راحت   نگه دارد مانند یك فضاپیما! برای شما آب هوا را فراهم كند و شما را از تشعشعات كیهانی محافظت كند.
در این مقاله ما مشكلات پیاده روی فضایی را برای شما تشریح می كنیم و اینكه لباسهای فضانوردی چگونه شما را در مقابل آن محافظت می كنند. بیرون از فضا محلی بسیار خطرناك است. اگر شما از ایستگاه های بین المللی فضایی بیرون بروید یا بخواهید روی مكانی بدون اتمسفر مانند ماه یا مریخ قدم بزنید این حوادث برای شما پیش خواهد آمد:

^ شما بعد از 15 ثانیه بی هوش می شوید چون هیچ اكسیژنی آن جا نیست.
^ خون شما و دیگر آب های بدن شما بخار شده و سپس یخ می زنند چون در آنجا فشار هوا بسیار كم است یا بهتر است بگوییم اصلا فشاری وجود ندارد.
^ تمام قسمت های بدنتان از هم باز شده و جدا می شوند چون تمام آب بدنتان بخار    می شود.
^ شما همچنین تغییرات بسیاری در دما مشاهده خواهید كرد: دما در سایه به منفی 100 درجه سلسیوس و در نور خورشید به 120 درجه سلسیوس می رسد!
^ شما همچنین در معرض انواع تشعشعات قرار می گیرید مانند امواج كیهانی و ذرات باردار ساتع شده از خورشید(باد های خورشیدی).
^ شما ممكن است با ذرات و صخره هایی كه با سرعت بسیار زیادی در حال حركت هستند(ریز معلق ها) و یا موادی كه از ماهواره ها و فضاپیما به بیرون ریخته می شود برخورد كنید.

--> بنابراین برای حفظ كردن شما از این خطرات توسط یك لباس فضانوردی می بایست:

+ اتمسفر دارای فشار باشد.

+ برابر با فشار درون بدن به شما اكسیژن برساند.
+ كربن دی اكسید را به بیرون منتقل كند.
+ شما را در دمای عادی نگه دارد.
+ از شما در مقابل ریز معلق ها محافظت كند.
+ به شما اجازه دهد به خوبی ببینید.
+ به شما اجازه دهد به راحتی در لباس حركت كنید.
+ به شما اجازه دهد با دیگران صحبت كنید. (كنتركننده های زمینی با دیگر فضانوردان).
+ به شما اجازه دهد بیرون از فضاپیما حركت كنید.

ما در مورد این احتیاجات صحبت خواهیم كرد و خواهیم گفت چگونه یك لباس فضانوردی

این احتیاجات را برای شما تامین می كند.

** یك لباس فضانوردی چگونه كار می كند؟

لباس فضانوردی با به وجود آوردن شرایط محیطی كره ی زمینی برای فضانورد این امكان را فراهم می كند كه فضانورد در فضا قدم بزند.

** اتمسفر دارای فشار

لباس فضانوردی برای ما فشار هوا را تهیه می كند تا آب بدنمان را در حالت مایع قرار دهد ... به عبارتی دیگر برای جلوگیری از بخار شدن آب بدن ما. مانند یك لاستیك، لباس فضانوردی مانند یك بالون باد شده است كه با مقداری تركیب لاستیكی كه در این جا فیبرهای Neoprene هستند ورقه شده است. این محفظه روی بالون قرار گرفته است. قسمتی از لباس كه فشار هوا را برای فضانورد فراهم می آورد مانند باد كردن یك بالون از طریق یك  لوله ی كاغذی است كه در بیش تر لباس ها فشاری را كه به وجود می آورد فشاری برابر یك جو است یعنی برابر یك اتمسفر. كابین های شاتل های فضایی همچنین فشاری را كه به وجود می آورند فشاری برابر یك اتمسفر است. فضاپیماهایی كه فضانوردان از آن استفاده می كنند فشارشان برابر است با فشاری معادل 0.29 اتمسفر پس فشار در كابین هر شاتلی قبل از این كه فضانورد لباسش را به تن كند برای قدم زدن در فضا می بایست كاهش پیداكند . در پیاده روی های فضایی خطر پیچ خوردگی بسیار زیاد است كه این به علت اختلاف فشار بین لباس فضانورد و كابین شاتل های فضایی است.

** اكسیژن

لباس های فضانوردی نمی توانند از هوای معمولی كه دارای 78درصد نیتروژن 21درصد اكسیژن و یك درصد گازهای دیگر است استفاده كنند چون فشار كم است غلظت، اكسیژن را در خون و رگ ها كم می كند كه مانند بالا رفتن ازقله ی اورست بسیار خطرناك است. بنابراین بیش تر لباس ها اكسیژن خالص را برای فضانورد برای تنفس فراهم می كنند. لباس اكسیژن لازم را به وسیله ی یك لوله از فضاپیما می گیرد یا به صورت یك بسته در پشت خود حمل می كند.
هم شاتل های فضایی و هم ایستگاه بین المللی فضایی یك مخلوط عادی هوا مانند آن چه روی زمین می بینیم را دارا هستند پس به همین دلیل فضانورد می بایست قبل از پوشیدن لباس خود چندین بار در یك محدوده ی زمانی اكسیزن خالص را تنفس كند. این كار باعث می شود كه نیتروژن موجود در خون فضانورد از بدن او خارج شود و خطر پیچ خوردگی را كم كند.

** كربن دی اكسید

فضانورد كربن دی اكسید را از بدن خود خارج می كند. در این فضای محدود لباس تجمع كربن دی اكسید می تواند سریعا به حد مرگ آوری برسد. بنابراین كربن دی اكسید اضافی

می بایست از فضای لباس خارج شود. برای این كار لباس فضانوردی از قوطی های لیتیم هیدروكسید استفاده می كند كه در كوله پشتی فضانورد تعبیه شده اند.

** دما

برای مواجه شدن با دماهای فوق العاده زیاد بیش تر لباس های فضانوردی به خوبی ولی به سنگینی با لایه های فابریكی( مانند:Neoprene, Gore-Tex, Dacron) و با صفحه های بازتابنده ای برای بازتاب نورخورشید پوشانده شده اند (مانند:Mylar میا تركیبات سفید). فضانورد از بدنش گرما تولید می كند مخصوصا وقتی كه فضانورد در حال فعالیت های شدیدی باشد. اگر این گرما گرفته و دفع نشود لباس وی نیز پر از گرما می شود و می تواند او را خشك كند! فضانورد اوجنه سرنان (Eugene Cernan) در حین قدم زدن در جمینی 9 چندین پوند وزن كم كرد.
برای حذف كردن این گرمای اضافی هر لباس یك فن و یا مبادله گر گرما دارد تا گرما را بگیرد و هوای خنك را به داخل فضای لباس بدمد؛ مانند: برنامه های جمینی و عطارد و یا

لباس هایی كه با آب خنك می شوند كه از ماموریت آپولو تاكنون از آنها استفاده می شود.

** ریزمعلق ها

برای محافظت از فضانورد در مقابل برخورد با ریزمعلق ها، لباس فضانوردی دارای لایه هایی مقاوم و مركب است مانند Dacron یاKevlar. این لایه ها همچنین از پاره شدن لباس در برخورد با سطح فضاپیماها، ماه یا یك سیاره جلوگیری می كنند.

** تشعشعات

لباس فضانوردی در برابر تشعشعات نمی تواند شما را به خوبی محافظت كند و باید

پیاده روی فضایی در زمانی رخ دهد كه خورشید فعالیت كم تری می كند تا بادهای خورشیدی در آن زمان نوزند. تنها محافظتی كه لباس های فضانوردی می توانند از شما بكنند این است كه ورقه های Mylar برخی تشعشات را بازتاب كنند.

** دید خوب

لباس های فضانوردی كلاهی دارند كه از پلاستیكهای تمیز و مقاوم پلی كربنی

ساخته شده اند. بیش تر كلاه ها پوشانده شده اند تا بتوانند نور خورشید را بازتاب كنند و قسمتی از آن كه برای كم كردن روشنایی، مانند عینك های آفتابی رنگ رزی شده است مانند گل آفتابگردان می تواند بچرخد. هم چنین قبل از این كه به پیاده روی در فضا بپردازیم، باید یك ضد رطوبت در قسمتی از كلاه نصب كنیم تا از تجمع بخار روی آن جلوگیری شود. در انتهای كلاه لباس های فضانوردی پیشرفته چراغی دارد تا قادر باشد قسمت هایی كه نور خورشید به آن نمی تابد و سایه تشكیل شده است را هم ببیند.

** تغییرپذیری لباس های فضانوردی

حركت با یك لباس فضانوردی بسیار سخت است. تصور كنید میخواهید سعی كنید انگشتتان را در یك محفظه ی پلاستیكی كه پر از باد شده است حركت دهید. برای حل این مشكل لباس به لولا هایی مجهز شده است تا به فضانوردان كمك كند دستهایشان، بازوهایشان و پاهایشان ... را به راحتی خم كنند.

** ارتباطات

لباس های فضانوردی به فرستنده ها و گیرنده هایی مجهز شده اند تا فضانوردان بتوانند با كنترل كننده های زمینی با دیگر فضانوردان ارتباط برقرار كنند. فضانوردان هدستی با خود حمل می كنند كه دارای میكروفون و گوشی است. فرستنده ها و گیرنده ها در كول پشتی كه پوشیده اند تعبیه شده اند.

** تغییر پذیری در فضاپیما

در شرایط بی وزنی بسیار سخت است كه بخواهید حركت كنید. اگر بخواهید چیزی را هل دهید شما در جهت مخالف به حركت در می آیید (قانون سوم نیوتون كه بیان می كند برای هر كنشی یك واكنش وجود دارد). در پیاده روی جمینی فضانوردان مشكلات زیادی را در مورد نگاهداشتن خود گزارش دادند. در حالی كه آن های تلاش می كردند جهتشان را تغییر دهند در جهت مخالف حركت می كردند. به همین دلیل فضاپیماها به وسایلی مجهز شده اند تا دستها و پاهای فضانوردان را نگه دارند و به فضانوردان در پیاده روی های فضایی كمك كنند. همچنین فضا نوردان قبل از ماموریت، روی كره ی زمین در محفظه هایی پر از آب راه رفتن را تمرین می كنند. شناور بودن یك لباس فضانوردی بسیار شبیه به حالتی است كه گرانش بسیار كم شده است.

ناسا همچنین وسیله ای ساخته است تا فضانوردان بدون محدودیت و وصل بودن به فضاپیما به راحتی در فضا حركت كنند. در این وسیله هم از قانون سوم نیوتن استفاده شده است و عملكردی شبیه به موشك ها ولی در ابعاد بسیار كوچك تر را دارا میباشد. اولین مدل این وسیله به گونه ای بود كه دارای یك صندلی بود، یك پمپ گاز پشت آن و یك كنترل در دستان شما. ناسا همچنین یك واحد پیشران كه از گاز نیتروژن برای سوخت خود استفاده می كند را ساخته است. این واحد پیشران می تواند روی كوله پشتی فضانورد تعبیه شود كه اختصارا سافرنامیده می شود Simplified Aid for Extravehicular Activity Rescue .
سافر می تواند به فضانورد كمك كند تا زمانی كه از فضاپیما جدا می شود به فضاپیما برگردد. سافر می تواند 1.4 كیلوگرم سوخت نیتروژن برای پیشران حمل كند و می تواند سرعت فضانورد را تا  3 متر بر ثانیه افزایش دهد.