مكونات بدلة رائد الفضاء

مكونات بدلة رائد الفضاءمكونات بدلة رائد الفضاء

لباس الفضاء هو ثوب مضغوط (مليء بضغط الهواء) يرتديه رواد الفضاء في بعض الرحلات الجوية. 


وهو مصمم للدفاع عنهم من الشروط المسبقة الخطرة قابلة للحياة ويمكنهم أيضا رحلة في الفضاء. 

تُسمى “بدلة الفضاء” وحدة تنقل خارج المركبة لأنها تلبس عندما يغادر رائد فضاء المركبة الفضائية من أجل تشغيل مجموعة متنوعة من المهام. 

بما في ذلك استعادة الأقمار الصناعية، وجمع العينات، والتقاط الصور، وتجميع المعدات.

تم تصميم بدلة الفضاء لإعادة الظروف البيئية للغلاف الجوي للأرض. 
إنها توفر المتطلبات الأساسية لدعم الحياة: 

مثل الأكسجين، التحكم في درجة الحرارة، العلبة المضغوطة، إزالة ثاني أكسيد الكربون، والسلامة من أشعة الشمس، الإشعاع الشمسي، والنيازك الدقيقة.

تزن بذلة الفضاء البيضاء نحو 275 كيلوغراما (124.8 كيلوغراما) على الأرض. 

ومع ذلك، فوق الغلاف الجوي للأرض، أو في الفضاء، ليس لها أي وزن على الإطلاق بسبب قربه من الجاذبية. 

على عكس الاعتقاد السائد، لم يعد من المناسب أن تكون هناك خطورة حقيقية في الفضاء. 

ما يشار إليها عادة باسم الجاذبية الصفرية في الكون تسمى بدقة الجاذبية الصغرى، أو الجاذبية الضئيلة للغاية. نفس الشيء، فانها بسيطة عديمة الوزن في الفضاء.

بدلة الفضاء هي قابلة لإعادة الاستخدام ولها وجود المنتج المتوقع نحو خمسة عشر عاما. 


يتم ضغط ملابس الرواد إلى 4.3 كيلوغرام لكل بوصة مربعة (0.302 كيلوغرام لكل سنتيمتر مستطيل) ويمكن إعادة شحنها عن طريق ربط المركبة المدارية (المرحلة التجريبية من مركبة فضائية). 

على عكس بدلات الفضاء السابقة، والتي تم تصميمها خصيصًا لكل رائد فضاء، يمكن تجميع بدلات الفضاء الحديثة من مكونات قياسية الحجم لتتناسب مع أي حجم جسم. 

تتضمن الأقسام الأساسية القابلة للتبديل الخوذة والجزء العالي الصعب والأذرع والجزء المنخفض. 

هذه الأجزاء قابلة للتعديل ويمكن تغيير حجمها. كل بدلة فضاء كاملة لديها أربعة عشر طبقة ورسوم أكثر من 12 مليون دولار.

بدايات الفضاء

بدأ عصر الفضاء في عام 1957 عندما أطلق الاتحاد السوفيتي السابق سبوتنيك، وهو قمر صناعي غير مأهول (صناعي)، إلى الفضاء. 


في عام 1958، أنشأت الولايات المتحدة الإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء (ناسا) لتعزيز استكشاف الفضاء. 

تم تقديم بدلات الفضاء الأولى في ذاك الوقت تقريبًا ولأنها مرت بحقيقة التغييرات التي أدت إلى تصميم إضافي وظيفي، على الرغم من أنها أكثر تعقيدًا.

ارتدى رواد فضاء برنامج ميركوري، وهو أول برنامج للمناطق المأهولة بالولايات المتحدة. 


في أوائل الستينيات من القرن الماضي بدلة سلالة مزخرفة بعد ارتدائها بمساعدة من طياري الطائرات النفاثة على ارتفاع عالٍ في الولايات المتحدة. في 5 مايو 1961، ارتدى آلان ب. 

شيبارد جونيور (1923–1998)، أول رجل أمريكي في الفضاء، مثل هذه الدعوى، المصنوعة فقط من طبقتين من نسيج النايلون مع فواصل قماشية في مناطق الكوع والركبتين للحركة.
بعد ذلك، طور المصممون بدلة فضاء من خمس طبقات. مثل بدلات الفضاء الأولى، قد ترغب في الضغط عند الضرورة. 

كانت الطبقة الأقرب إلى الجسم عبارة عن طبقة داخلية من القطن الأبيض مع ملحقات للأجهزة الطبية الحيوية، مثل جهاز رصد معدل ضربات القلب. 

وكانت طبقة النايلون الأزرق التي توفر الراحة مرة واحدة في كل مرة. 

تتكون الطبقة 0.33 من نايلون أسود مضغوط ومغطى بالنيوبرين يوفر الأكسجين في غياب ضغط المقصورة.

بدلة الفضاء الجوزاء للمشي

من بين مهمات الجوزاء الاثنتي عشرة بين عامي 1964 و1966، كانت هناك عشر عمليات إطلاق مأهولة. 


بالنسبة إلى هذه الرحلات الفضائية الأولى التي تم إجراؤها على الإطلاق بمساعدة رواد الفضاء، تم تصميم مجموعة من سبع طبقات بشكل جيد.

تتكون الطبقات الأكبر من مايلر بالألمنيوم، مما يوفر الأمان نحو الدفء الشديد والميكروميترويدات. 

الميكروميترويدات هي جزيئات صغيرة جدا من عدد العد المتبقية من تشكيل آلة الصورة الفولتية ومن تصادم المذنبات والكويكبات. 

تجول هذه الجسيمات بسرعات مفرطة وتنجح في اختراق جلد الإنسان. وزن المركبة الفضائية 33 كيلوغراما (15 كيلوغراما).

تناسب المشي على سطح القمر

برنامج أبولو، الذي تم تنفيذه بين عامي 1961 و1972، اعتاد أن يصمم ليهبط رائد فضاء على القمر ويحمل الفرد مرة أخرى إلى الأرض. في 20 يوليو 1969، صعد نيل

أرمسترونج وإدوين إي “بوز” ليكونا أول رجلين يتجولان على سطح القمر. ثم مشى عشرة رواد فضاء من أبولو على القمر بعد ذلك.

للمشي على القمر، ارتدى رواد الفضاء بدلة فضاء من سبع طبقات مع حقيبة ظهر تدعم الحياة. 


الوزن الكلي كان نحو سبعة وخمسين كيلوغراما (26 كيلوغراما). كما هو الحال مع بدلات ميركوري والجوزاء. 

تم بناء بدلة الفضاء مرة واحدة بحيث لم يعد يسمح فقط حركة الكتفين ولكن بالإضافة إلى الساقين. 

كان على رواد الفضاء أن يكونوا قادرين على الانحناء حتى يتمكنوا من جمع العينات على سطح القمر ليعودوا إلى الأرض.

مواد أولية

بدلة فضائية مصنوعة من مواد غير ساخنة. تتكون مواد النسيج من مجموعة من البوليستر الصناعي. الطبقة الداخلية مصنوعة من النايلون التريكو. 


الطبقة الثانية مصنوعة من ألياف لدنة، وهي نسيج مرن صناعي. تتكون الملابس الضغط من النايلون المغلفة يوريتان. 

على قمة هذا هو الداكرون، وهو نوع من البوليستر الذي يعمل بمثابة كبح ويمنع الملابس من الانتفاخ.

يتكون النسيج الصناعي الآخر من النيوبرين، مايلر بالألمنيوم، غور-تكس، كيفلار، ونومكس. 


تم التعرف على العديد من هذه الأقمشة الاصطناعية لخصائصها عالية الجودة. 

على سبيل المثال، تم استخدام كيفلار لصنع سترات واقية من الرصاص للشرطة لأكثر من عقدين. 

ونومكس، بخصائصه المقاومة للحرارة واللهب، هو المادة المستخدمة من قبل رجال الإطفاء وسائقي سيارات السباق.

بجانب المواد النسيجية، تلعب المواد الخام المختلفة أدوارًا حيوية. 


الألياف الزجاجية (مصنوعة من الألياف الزجاجية المضغوطة) هي المادة الأساسية للجذع العلوي الصعبة. 

يشكل هيدروكسيد الليثيوم والفحم المنشط المرشح الذي يتخلص من ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء في أثناء السير في الفضاء. 

مزيج الفضة الزنك تشكل البطارية التي تشغل الدعوى. يتم نسج الأنابيب البلاستيكية في القماش لنقل مياه التبريد في جميع أنحاء البدلة. 

يتم استخدام قطعة من القماش (البلاستيك) لبناء قذيفة خوذة. 

تستخدم جوانب مختلفة لتشكيل الدوائر التي تعمل بالطاقة الكهربائية وتمضي بشكل جيد مع الضوابط.

التصميم

يتم تصنيع بدلة فضاء أو وحدة تنقل خارج المركبة من عدة عوامل مصممة خصيصًا عن طريق أكثر من ثمانين شركة. 


تأتي وحدات النقد الأوروبي في مكونات قياسية الحجم يتم تجميعها عن طريق وكالة ناسا.

نظام المساعدة في الحياة الأولية هو حقيبة ظهر قائمة بذاتها مزودة بإمداد الأكسجين وفلاتر التخلص من ثاني أكسيد الكربون ونظام التحذير والإنذار والطاقة الكهربائية ومعدات تبريد المياه ومروحة التهوية والآلات والراديو. 


يحتوي حوض السباحة على كمية كافية من الأكسجين حتى النهاية لمدة سبع ساعات. 

حزمة الأكسجين الثانوية في بدلة الفضاء تقدم الأكسجين في حالات الطوارئ لإغلاق كل ثلاثين دقيقة أخرى.

الخوذة عبارة عن فقاعة بلاستيكية كبيرة تشد مع حلقة فصل الرقبة ولوحة توزيع للتهوية. 


إنها تحتوي على صمام تطهير احتياطي يستخدم مع حزمة الأكسجين الثانوية للتخلص من ثاني أكسيد الكربون الزفير. 

يوجد أيضًا في الخوذة أنبوب يمتد من كيس شراب في الجذع العلوي الثابت. يعمل الأنبوب كقشة لاستهلاك الماء في كيس الشراب.

تشتمل الخوذة على اجتماع واقي خارج المركبة مع واقي ترشيح للشمس، واقي واضح ضد الصدمات، وأغطية قابلة للتعديل. 


يوجد مرفق بار خفيف أعلى نشاط المركبات الإضافية. يتكون من مصابيح الفيضان الصغيرة التي تضيء المناطق التي لا تصل إليها أشعة الشمس أو مصادر الضوء المختلفة. 

كما تم تأسيسها على نشاط المركبات الإضافية وهي عبارة عن آلة كاميرا رقمية للتليفزيون يمكن من خلالها للطاقم أن يراقب المدار ووحدات التحكم في المهمة على الأرض ما يراه رائد الفضاء في الفضاء. 

كما يسمح لهؤلاء الموظفين بتقديم التوصية عند الحاجة.

ايلين كولينز

في عام 1999، صعدت إيلين كولينز لتصبح أول أنثى تقود مركبة فضائية. 


كانت مهمة مكوك المنطقة كولومبيا هو نشر أو إطلاق، مرصد تشاندرا للأشعة السينية. 

وهو تليفزيون كبير يعمل بالقمر الصناعي للكمبيوتر الشخصي يحتوي على تلسكوب قوي لقراءة الظواهر العشبية، مثل النجوم المتفجرة، والثقوب السوداء، وأشباه النجوم. 

قبل هذه المهمة، في عام 1995، قامت كولينز، بصفتها أول امرأة تجوب مكوكًا في المنطقة. 

بالانتقال من المكوك ديسكفري إلى 30 قدمًا (9 أمتار) من محطة مير الروسية في مرحلة ما في المرحلة الأولى من بضع رحلات روسية مشتركة.

بعثات البيت الأمريكي. كان هذا التمرين مصحوبًا مرة من خلال مهمة قامت بها عام 1997 إلى مير. 


حيث قامت كولينز في وقت ما بقيادة أطلانطس، ورسو على مير لتزويد رائد الفضاء الأمريكي مايك فوال و4 أكوام من العناصر وأخذت رائد الفضاء الأمريكي جيري لينينجر إلى الأرض.

يعد اجتماع خدمة الاتصالات، والمشار إليه بالإضافة إلى ذلك باسم “غطاء متطفل”، عبارة عن غطاء قماش مزود بسماعات أذن وميكروفون. 


يتم توصيلها إلى تسخير كهربائي للفضاء وتلبس على الرأس.

الملابس السائلة للتبريد والتهوية تأتي بعد ذلك. يبدو وكأنه زوج من الملابس الداخلية الطويلة مع جبهة انغلاق مصنوعة من دنة لمط. 


إنه مجهز بحوالي 300 أصابع (91.5 متر) من أنابيب التبريد البلاستيكية التي يتم تدوير الماء البارد.

منذ أن تغري بدلات الفضاء الحرارة، فإن الماء الدائر يحافظ على برودة رائد الفضاء. يمكن لرائد الفضاء إيقاف الدورة الدموية إذا كان باردًا جدًا.

يتكون الجذع الناقص، الذي يتم وضعه في وقت مبكر من الجذع العلوي الصعب، من البنطلون، وهو أكثر أنواع الملابس امتصاصية (حفاضات الكبار)، والأحذية، والنصف السفلي من اغلاق الخصر، ومفاصل الركبة والكاحل. 

تتكون السراويل من مثانة ملابس (إجهاد قابل للنفخ) مصنوعة من نايلون مغلف باليوريثان، مصحوبة بطبقة ضبط من الداكرون للحفاظ على المثانة من الانتفاخ.

توفر سبع طبقات من مواد بوليستر بالألمنيوم عزلًا، يتم ملاحظته من خلال الطبقة الخارجية المصنوعة من مزيج من مواد غور-تكس وكيفلار ونومكس. 


يمكن جعل الجذع النقصي أقصر أو أطول عن طريق ضبط حلقات التحجيم في قسم الفخذ والساق. 

الأحذية لديها غطاء اصبع القدم معزول لتحسين احتباس الحرارة. الجوارب الحرارية تلبس أيضا.

اجتماع الذراع قابل للتعديل ببساطة مثل الجذع الناقص. لديه اغلاق القفازات. تشمل القفازات سخانات صغيرة تعمل بالبطارية في كل إصبع. 


يتم استرخاء الوحدة عبر الحشو وطبقة خارجية واقية إضافية. تحتوي القفازات على حلقات لربط الحبال (ضبط النفس على شكل حبل) لحفظ المعدات الصغيرة.

يعتبر الجذع العلوي الثابت عنصرًا حيويًا في النصف العلوي من الصدر، وهو مصنوع من قشرة مصنوعة من الألياف الزجاجية أسفل طبقات من نسيج الملابس الحرارية الدقيقة. 


انها تشبه لوحات الصدر وأسفل الظهر من الذهاب بشكل جيد مع دروع. 

الجذع العلوي الثابت هو شكل متصاعد للمكونات الحصرية، بما في ذلك الخوذة والذراعين والجذع المنخفض ونصف أعلى اغلاق النفايات والتسخير الكهربائي وحقيبة الشراب. 

بالإضافة إلى ذلك، فإن أهم جهاز لدعم الحياة يتم إرفاقه في الخلف، بينما تعلق وحدة العرض والتحكم التي تديره على المقدمة.

تشتمل وحدة العرض والإدارة المُثبتة على الصدر على لوحة عرض رقمية وجميع عناصر التحكم في التشغيل الكهربائي والميكانيكي. 


يسمح رائد الفضاء للانضمام إلى مصادر خارجية من السوائل والكهرباء. 

يتم توصيل الوحدة بآلة التحذير في الجذع الأعلى للسماح لرائد الفضاء أن يكون على دراية ببيئة البذلة. 

يمكن فتح صمام تطهير في الوحدة، مما يسمح للغازات الملوثة وبخار الماء بالخروج من الصمام إلى الفضاء.

عندما لا يكون الجذع العلوي قيد الاستخدام، يتم ربطه بنظام مساعدة غرفة التحكم الهوائية المدارية (غرفة محكمة الغلق) من خلال خط ناقل وحامل تبريد.


تسمح التوصيلات الموجودة داخل الخط السري للمدار بتزويد بدلة الفضاء بالطاقة الكهربائية ومياه التبريد والأكسجين، بحيث يتم الحفاظ على محتويات نظام دعم الحياة المهم. 

بالإضافة إلى ذلك، يستخدم الخط السري لإعادة شحن البطارية. 

تعمل البطارية القابلة لإعادة الشحن المصنوعة من الزنك الفضي، والتي تعمل عند سبعة عشر فولتًا، على تشغيل هذه البدلة.

طريقة تحضير و تكوين البدلة

عملية التصنيع

يتكون صنع بدلة فضاء حديثه من مرحلتين. أولًا، يتم إنشاء عناصر الرجل أو المرأة. 


ثم، تتم إضافة العناصر النهائية إلى موقع التصنيع الرئيسي، مثل مقر ناسا في هيوستن، تكساس، ويتم تجميعها معًا.

خوذة وقناع التجمع

يتم تطوير خوذة وقناع استخدام حقن صب. يتم إذابة كريات البولي أو البلاستيك، ثم يتم دفعها تحت إجهاد عالٍ في قالب بهيكل الخوذة / الحاجب. 


كما يبرد، يفترض البلاستيك شكل القالب. يتم إحضار أداة توصيل إلى الطرف المفتوح للخوذة بحيث يمكن ربطها بالجذع العلوي الصعبة. 

يتم تسليم وسادة توزيع التهوية وصمامات التطهير قبل حزم وشحن الخوذة. تم تجهيز اجتماع واقي مع “مصباح الرأس” ومعدات الاتصالات.

أنظمة دعم الحياة الأولية

تحتوي الأداة الرئيسية لدعم الحياة على عدد غير قليل من المكونات، والتي يتم وضعها بشكل جماعي واحدة في كل مرة. 


ثم يتم وضع جميع الأجزاء في وحدة حقيبة الظهر. أولًا، يتم ملء خزانات الأكسجين المضغوط وتغطيتها ووضعها في حقيبة الظهر. 

يتم تجميع أدوات إزالة ثاني أكسيد الكربون. تتكون هذه العلبة من علبة ترشيح محشوة بهيدروكسيد الليثيوم وفحم منشط متصل بخرطوم المياه. 

تم تجهيز حقيبة الظهر بعد ذلك بنظام مروحة تهوية وراديو ونظام تحذير ومعدات تبريد المياه. عند الانتهاء، يتم توصيل آلة دعم الحياة بالجذع العلوي الصعب.

وحدة العرض والتحكم

يتم إنشاء العناصر الأساسية لوحدة العرض والتحكم كأجهزة منفصلة ثم يتم تجميعها. 


هذا يسمح للأجزاء أن تكون دون صعوبة في خدمتها إذا لزم الأمر. 

تضم الوحدة جميع عناصر التحكم في التشغيل الرقمي والميكانيكي، وشاشة رقمية، واجهات رقمية أخرى. يضاف صمام التطهير أيضًا إلى الوحدة.

تبريد السائل والملابس تدفق الهواء

تشكل ملابس التبريد والتهوية السائلة أول طبقتين من بدلة الفضاء التي يتم ارتداؤها بجانب الجلد.


يتم تقليل التريكو النايلون أولًا إلى ثوب يشبه زوجًا من الملابس الداخلية الطويلة. 

وفي الوقت نفسه، يتم نسج ألياف لدنة في ورقة من القماش وتقطيعها في نفس الشكل. 

تم تجهيز سبانديكس بسلسلة من أنابيب التبريد البلاستيكية بطول 300 قدم (91.5 متر) وخيطها بمادة النايلون. 

يتم إرفاق سحاب الجبهة، مثل الموصلات للمرفقات إلى نظام دعم الحياة.

العلوي وانخفاض الجذع

يتم نسج عدد كبير من طبقات الألياف الصناعية للسراويل، ومجموعة الذراع، والقفازات معًا ثم تقطيعها إلى الأشكال الرائعة. 


ثم يتم إرفاق القطاعات. يتم إضافة اغلاق الخصر لربطها بالجزء العلوي. تم تجهيز مجموعة الذراع بإغلاق قفاز. 

تم تجهيز القفازات بسخانات مصغرة في كل إصبع، ثم يتم تغطيتها ببطانة وطبقة خارجية واقية.

يتكون الجزء العالي الصعب من الألياف الزجاجية والمعادن. لدى البدلة أربعة فتحات حيث يعلق الجزء السفلي والذراعين والخوذة. 


يتم تسليم المحولات من الأمام والخلف لتوصيل جهاز دعم الحياة الرئيسي ووحدة العرض والإدارة.

التجميع النهائي

يتم شحن المكونات المكتملة إلى ناسا للتجميع. تم الانتهاء من ذلك على الأرض بحيث يمكن فحص بدلة الفضاء قبل استخدامها في الفضاء.

مراقبة الجودة

يقوم الشخص المورِّد بإجراء اختبارات من الدرجة الأولى في كل خطوة من خطوات عملية التصنيع. 


تتأكد الشركات المصنعة من أنها تفي بمعايير ناسا، مع التأكد من أن البدلات ستكون مميزة في محيط الفضاء الشديد.

إنهم يبحثون عن أمور مثل تسرب الهواء وإزالة الضغط وأنظمة دعم الحياة المعيبة. 

الاختبارات ضرورية للغاية لأنه حتى عطلًا واحدًا قد يرغب في الحصول على تأثيرات مدمرة خطيرة لرائد فضاء في الفضاء.

منع “الثغرات”

قبل أن يتمكن رواد الفضاء من الخروج إلى الفضاء، عليهم أن يتنفسوا الأكسجين النقي. 


اكتمال هذا لمنع مرض الضغط يسمى “الانحناءات”. يتسبب مرض الضغط الناتج عن التعرض لضغط جوي منخفض، مما يحفز النيتروجين في الدم على التبخر، ويشكل فقاعات في الدم. 

هذه الفقاعات تتطفل مع تدفق الدم، مما تسبب في آلام المفاصل، وتشنجات، والشلل، وحتى الموت.

سيحدث تشكيل فقاعة النيتروجين إذا دخل رائد الفضاء إلى محيط منخفض الضغط للغاية (4.3 كيلوغرام لكل بوصة مربعة، أو 0.302 كيلوغرام لكل سنتيمتر مستطيل). 


من بدلة الفضاء من وضع الضغط العالي في كابينة المنزل (نفس السلالة التي بها الغلاف الجوي للأرض؛ 14.7 كيلوغرام لكل بوصة مربعة، أو 1.034 كيلوغرام لكل سنتيمتر مستطيل). 

لاستبدال النيتروجين في الدم، قبل أن يلبس رواد الفضاء بداياتهم، يتنفس رواد الفضاء الأكسجين من خلال قناع الأكسجين المتصل بإمداد الأكسجين. 

بعد تشغيل بدلاتهم وقبل أن يخفّض الإجهاد في النوبات، يفضح رواد الفضاء المزيد من الأكسجين.

المستقبل


يعد مخطط وحدة التنقل خارج المركبة المستخدم في هذه الأيام نتاجًا لسنوات عديدة من البحث والتطوير. 


ومع ذلك، يستمر البحث لاتقان هذا التصميم. إحدى المناطق التي يمكن توسيعها هي ملابس السباحة التي توفر إجهادًا إضافيًا بحيث يمكن تقليل وقت “الحمل”. 

إعادة تحجيم ملابس السباحة في المدار ترغب أيضًا في إجراء المزيد من الأبحاث. 

حاليًا، يستغرق وقتًا طويلًا جيدًا للتخلص من إدراجات التمديد أو إضافتها في مناطق الساق والذراع. 

الضوابط الرقمية للبدلة بالإضافة إلى تحسين تحتاج. يعمل الباحثون على استبدال رموز الأوامر المعقدة بأزرار يجب الضغط عليها ببساطة.

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى