Activitate extravehiculară

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
O plimbare lunară de Aldrin ( Apollo 11 ).

Pentru activități extravehiculare (în engleză Activitatea extra-vehiculară - EVA) este definită ca munca efectuată de un astronaut în spațiu și în afara navei sale spațiale (capsulă, vehicul sau tren ). Termenul este folosit în mod obișnuit pentru a descrie un EVA de la un vehicul terestru orbital este spațial (walkwalk), în timp ce pentru EVA pe Lună , cel mai utilizat este mersul lunar (moonwalk).

Datorită structurii diferite a navelor spațiale americane și sovietice , s-a dat o definiție diferită pentru EVA. Navele spațiale ruse au adoptat întotdeauna trape speciale spre exterior care nu necesitau depresurizarea modulului, astfel încât definiția EVA pentru ruși este cea a unui cosmonaut în vid. Prima navă spațială americană, pe de altă parte, nu a inclus aceste uși, ci a depresurizat întreaga navă spațială. Deci, astronauții americani efectuează EVA numai atunci când ies fizic din capsulă. Termenul SEVA ( Stand-up Eva ) este folosit pentru a descrie EVA parțiale.

Literatura de specialitate cu privire la acest subiect evidențiază doi factori primari ca fiind decisivi pentru definirea activității extravehiculare: ieșirea operatorului din mediul de protecție și necesitatea sistemelor de sprijin autonome. În acest sens, EVA este definit ca „orice operațiune sau activitate spațială efectuată în afara mediului de protecție al unei nave spațiale care necesită sprijin suplimentar sau independent pentru viața astronautului însuși”. [1]

Astronautul în timpul EVA-urilor poate fi legat de nava spațială (de exemplu cu un tub de oxigen , caz în care nu este necesar niciun sistem de propulsie pentru a reveni în interiorul vehiculului) sau poate fi liber. Când astronautul este conectat cu un tub de oxigen, EVA se numește ombilical . Pentru EVA-urile gratuite, este esențial sistemul de reintrare în nacelă, care se numește „Unitatea de manevră”.

Din Joint Airlock Quest

Mike Hopkins de la Exp 37 repară un costum UEM în interiorul căii de aerisire

Joint Airlock Quest este conectat la ISS din partea dreaptă a nodului 1 . El a sosit pe stație în iulie 2001 în timpul misiunii STS-104 pe naveta Atlantis . Este cunoscut sub numele de Joint Airlock, deoarece din această clapă de aer este posibil să ieșiți atât cu costumul american UEM , cât și costumul rus Orlan . Stația are, de asemenea, un alt dispozitiv de blocare numit Pirs , situat pe segmentul rusesc , dar poate suporta numai EVA-uri efectuate folosind costume Orlan. Joint Airlock este compus din două secțiuni cilindrice conectate: Secțiunea echipamentului ( blocarea echipamentului ), unde se desfășoară activitățile pre și post EVA, și secțiunea echipajului ( blocajul echipajului ). Mai jos sunt diferiții pași în pregătirea unui EVA efectuat de modulul Quest la bordul ISS.

Pregătirea ecluzei

Până în 2011, activitățile extravehiculare erau desfășurate aproape exclusiv de echipajele Shuttle în timpul șederii lor la bordul ISS, cel puțin în ceea ce privește segmentul american . Când o navetă a andocat la gară, toate costumele și materialele care trebuiau utilizate în EVA-urile misiunii au fost transferate de la navetă la gară. De asemenea, cu o zi înainte de primul EVA, dispozitivul de blocare a aerului a fost configurat și activat. Din 2011, toate activitățile extravehiculare au fost efectuate de membrii echipajului Expediției , dar procedurile au rămas aproape neschimbate.

Controlul costumelor

În zilele anterioare, costumele UEM sunt verificate pentru a asigura integritatea și, prin urmare, siguranța echipajului care efectuează EVA. Aceste activități sunt reîncărcarea și instalarea bateriilor de costum, verificarea funcționării sistemului de susținere a vieții, a ajutorului simplificat pentru salvare EVA (SAFER) și a dispozitivelor de comunicații. De obicei, în Expediția EVA cu o săptămână înainte ca astronauții să îmbrace costumul pentru a verifica dimensiunea costumului și dacă trebuie rezolvate probleme.

Eliminarea azotului

Thomas Pesquet (stânga) și Shane Kimbrough respiră oxigen pur cu măști chiar înainte de EVA în timpul Exp 50

La costumele spațiale în timpul EVA se folosește o presiune mai mică decât cea tipică pe ISS; acest lucru se face pentru a face costumul spațial suficient de flexibil pentru a putea efectua în mod optim activități de lucru în aer liber, cum ar fi apucarea unui instrument sau agățarea de balustrade externe. Dacă s-ar folosi mai multă presiune, costumul ar fi prea rigid și astronauții ar fi incapabili să-și îndeplinească munca atribuită sau ar obosi prea mult în timpul celor șase ore și jumătate tipice de EVA. Cu toate acestea, cel mai important aspect negativ al acestei decizii este posibilitatea de a experimenta boala de decompresie . Pentru a minimiza această posibilitate, astronauții implementează protocoale pentru a reduce prezența azotului în sânge cât mai mult posibil înainte de a începe decompresia . Din 2011 protocolul folosit este In-Suit Light Exercise (ISLE), adică, pe lângă respirația de oxigen pur timp de cel puțin 40 de minute și supunerea unei scăderi treptate a presiunii până la 0,7 bari , ei efectuează și exerciții fizice ușoare care accelerează azotul de îndepărtare. Odată ce costumul spațial este îmbrăcat, acestea continuă să rotească brațele și picioarele timp de patru minute, urmate de un minut de repaus, repetând ciclul timp de până la 50 de minute. În cele din urmă, respiră oxigen pur în următoarele 50 de minute, înainte de a începe depresurizarea. La sfârșitul programului Shuttle, acest protocol a fost preferat Camping Out-ului folosit anterior datorită utilizării mai mici de oxigen (redusă cu 2,7 kg pentru fiecare EVA), o resursă prețioasă care nu mai este ușor alimentată în scurt timp.

Camping Out

Până în 2011 a fost utilizat protocolul Camping out ; folosind acest protocol, astronauții cu o seară înainte de EVA au fost forțați să doarmă în ecluză, sigilați și aduși la o presiune de 0,7 bari. A doua zi dimineață, aerul a fost represurizat la 1 bar pentru a deschide trapa și a permite astronauților EVA să ia micul dejun și să-și îndeplinească nevoile personale, purtând măști de gaz cu oxigen pur. Odată ce aceste activități au fost finalizate, trapa a fost închisă și dispozitivul de blocare a aerului a fost represurizat timp de peste 20 de minute la 0,7 bar, până când costumele au fost îmbrăcate.

Pune-ți costumele UEM

De la stânga Cassidy , Nyberg și Parmitano în timpul îmbrăcării costumelor cu trapă spre Nodul 1 închis pentru scăderea presiunii

Costumele UEM sunt extrem de complexe, în principal sunt compuse din mai multe straturi de materiale și sisteme vitale pentru a oferi astronautului un mediu sigur și confortabil în timpul EVA-urilor, ca și cum ar fi o mini-navă spațială personală. Astronauții EVA sunt de obicei ajutați în procedurile de îmbrăcare și depresurizare de către astronautul IV. Când Expedițiile erau formate din doar doi membri în primii ani ai ISS, cei doi astronauți s-au ajutat alternativ să îmbrace costumul și să efectueze proceduri de decompresie. EVA-urile efectuate cu UEM durează de obicei 7 ore, inclusiv 15 minute pentru a părăsi blocajul, 6 ore de lucru în aer liber, 15 minute pentru reintrare și 30 de minute de rezervă neplanificate. În plus, UEM este echipat cu o sursă de 30 de minute de oxigen de urgență situată în pachetul de oxigen sub sistemul principal de susținere a vieții. Aceasta acționează ca o rezervă dacă alimentarea primară cu oxigen ar trebui, din anumite motive, să se epuizeze sau să nu funcționeze. Înainte de a-și îmbrăca costumul, astronautul poartă mai întâi îmbrăcămintea de absorbție maximă (un scutec) și apoi îmbrăcămintea de răcire și ventilație lichidă ; această îmbrăcăminte este echipată cu tuburi prin care trece apa folosită pentru răcirea costumului și, prin urmare, astronautul.

Butch Wilmore (stânga) și Terry Virts în lacăt înainte de un Exp 42 EVA

Odată gata, astronautul îmbracă ansamblul trunchiului inferior (pantalonii și cizmele costumului) al UEM și apoi intră în trunchiul dur superior (cămașa), care în timpul pansamentului este agățat de peretele dispozitivului de blocare a aerului. Torsul superior dur este o vestă rigidă din fibră de sticlă la care este conectat ansamblul trunchiului inferior; acționează și ca punct de atașare pentru cască și brațe. Sistemul Life Support are forma unui rucsac și este conectat la partea din spate a trunchiului superior dur, cu comenzi Life Support montate în față pentru a fi accesibile astronautului. Sistemul de susținere a vieții oferă oxigen pur pentru a respira, elimină dioxidul de carbon expirat, reglează temperatura din costum și menține presiunea costumului la 0,3 bari, 30% din presiunea aerului la nivelul mării pe Pământ și cea de pe ISS. Odată ce trunchiul superior dur este pornit, astronautul își reglează căștile, cunoscute sub numele de capacul Snoopy, echipat cu o cască și microfon pentru comunicații cu misiunea de control pe Pământ. În cele din urmă, mănușile și ansamblul vizierei extravehiculare (casca) sunt îmbrăcate. Aceasta oferă protecție împotriva micrometeoriților și a radiațiilor solare ultraviolete și infraroșii . Vizualizatorul are o protecție solară mobilă aurie, dar îi permite și astronautului să vadă. Deasupra căștii sunt instalate lumini și camere care difuzează activitățile EVA către Centrul de Control al Misiunii și în întreaga lume prin intermediul televizorului NASA. Odată ce procedura de îmbrăcare a costumului este completă, se montează SAFER , un mic sistem de propulsie autonom care oferă capacitatea de auto-salvare pentru membrul EVA care se abate accidental de ISS în timpul EVA. În acest moment, Astronautul IV îi mută pe astronauți în secțiunea echipajului de blocare și închide trapa.

Depresurizare

De îndată ce trapa dintre secțiunea echipajului Airlock și restul stației este închisă, poate începe depresurizarea. Presiunea nominală în interiorul ISS este de 1 bar, cu excepția perioadei de îndepărtare a azotului în timpul căreia este adusă la 0,7 bar. Când începe depresurizarea, presiunea este redusă în continuare până la 0,35 bari, pentru a permite controlul scurgerilor în costume. Dacă nu sunt detectate scurgeri, presiunea din secțiunea echipajului este redusă la 0,2 bari. Depresurizarea finală, de la 0,2 bari la vid, se realizează prin intermediul unei supape de aerisire poziționate în ușa exterioară. În acel moment, astronautul EV1 poate deschide trapa, atașa cablurile de siguranță și porni EVA.

Proceduri generale în afara

Robinson al STS-114 a fost legat de capătul Canadarm2

Odată ce EV1 a agățat primul fir de siguranță în balustrada din afara dispozitivului de blocare a aerului, EV2 poate ieși și începe să efectueze activitățile prevăzute în EVA. Astronauții se deplasează în jurul exteriorului stației, ținându-se de balustrade și folosind o a doua linie de salvare mai mică, pe care o agăță și o decuplează la capătul fiecărei balustrade. Așa cum se întâmplă în alte medii periculoase, cum ar fi peșterile, trebuie să existe întotdeauna unul dintre cele două cabluri de siguranță agățate și acestea trebuie întotdeauna agățate de două balustrade diferite, pentru a avea cel puțin o ancorare sigură în cazul în care o balustradă se desprinde. În cazul procedurilor americane EVA, acest pericol nu există în mod normal, deoarece un cablu de siguranță, cel atașat în apropierea blocajului aerian, rămâne întotdeauna atașat până la terminarea EVA. Acest cablu l-a ajutat pe astronautul Luca Parmitano să-și găsească drumul înapoi la ștafeta aeriană când casca sa umplută cu apă în timpul EVA pe 16 iulie 2013. Pentru a împiedica cablurile celor doi astronauți să se încurce unul în celălalt, urmează căi diferite în afara stația, deși trebuie să meargă în același loc. Întregul acestor căi se numește coregrafie EVA și este gândit și repetat de mai multe ori în timpul pregătirii pentru EVA în bazinul NBL de la sol în lunile premergătoare misiunii. O situație în care nu se folosește acest sistem de siguranță dublu format din cele două cabluri este atunci când un astronaut este atașat la reținerea piciorului la capătul Canadarm2 , în timp ce este transportat într-o altă parte a stației; în acest caz, va avea un singur cablu de siguranță atașat la sistemul de reținere a picioarelor. În cazul în care un astronaut pierde din anumite motive atașamentul cablurilor de siguranță, el s-ar îndepărta în mod inexorabil de ISS fără a avea posibilitatea de a se întoarce, deoarece costumele spațiale nu au un sistem de propulsie. Pentru a evita această situație fatală, la costumul UEM se adaugă un mic sistem de propulsie autonom, SAFER; folosind un joystick care poate fi scos din SAFER, astronauții pot folosi propulsoarele pentru a reveni la Stație.

Oameni implicați direct în EVA

Cu indicativele EV1 și EV2 ( membru al echipajului extravehicular) se numesc acei astronauți care poartă costumul și desfășoară activitatea extravehiculară, în engleză numită și Spacewalker . Rolul deținut (EV1 sau EV2) este de obicei atribuit în funcție de faptul dacă un astronaut a efectuat deja un EVA sau nu. Acest lucru se datorează faptului că EV1 este uneori responsabil, mai ales din punctul de vedere al blocajului de aer și al cablurilor, pentru el însuși și pentru EV2. De fapt, sarcina EV1 este de a ieși mai întâi și de a conecta cablul de siguranță împreună cu cel al EV2. Cu toate acestea, doar în cazul în care există un astronaut care nu a efectuat niciodată un EVA există o certitudine aproape absolută că acesta din urmă va fi EV2, altfel, dacă ambii astronauți au alte EVA în spate, ambii ar putea acoperi rolul EV1. În timpul EVA, EV1 și EV2 pot fi recunoscute prin prezența dungilor roșii pe costumul EV1, în colțurile superioare ale „rucsacului” și la înălțimea genunchilor; EV2 are în schimb niște dungi albe care nu se disting de restul costumului.

IV ( membru al echipajului intravehicular ) este un membru al echipajului din cadrul ISS responsabil pentru procedurile EVA pre și post efectuate în cadrul blocajului aerian , inclusiv îmbrăcarea și dezbrăcarea echipajului EVA, verificarea costumelor și procedurile de depresurizare și presurizare. Pe lângă VI, un al doilea astronaut este prezent și în anumite etape, de exemplu în timpul instalării SAFER-urilor.

Terenul IV este un astronaut situat în centrul de control al misiunii de pe Pământ, care vorbește cu astronauții EVA pentru a-și aminti procedurile sau a oferi sfaturi pentru rezolvarea problemelor în timp real. Prin urmare, acest astronaut de pe Pământ joacă rolul de CAPCOM specific pentru EVA, în timp ce alături de el în camera de control va fi un alt CAPCOM responsabil cu comunicațiile generale ale ISS. Deoarece CAPCOM IV Ground nu are responsabilități de luare a deciziilor, ci doar responsabilitatea de a raporta deciziile luate de directorul de zbor al EVA (ceea ce se întâmplă cu IV Ground este diferit de directorul de zbor al ISS) în colaborare cuEVA Manager . Terenul IV preia controlul comunicațiilor în momentul începerii depresurizării și se termină la finalizarea re-presurizării.

Operatorul robotizat este un astronaut la bordul ISS care manevrează brațul robot al stației în cazul în care este necesar pentru activități în aer liber. Printre cele mai frecvente sarcini efectuate de operatorul robot se numără transferul unui astronaut EVA atașat la capătul Canadarm2 prin intermediul Foot Restraint, care trebuie să poarte hardware mare și nu poate face acest lucru în conformitate cu procedura tipică cu balustrade.

Plimbări istorice

Edward White în afara Gemini 4 , 3 iunie 1965 .

Riscurile EVA

Luca Parmitano în afara ISS , în prima activitate extravehiculară desfășurată de un astronaut italian, la 9 iulie 2013.

Un EVA este periculos din mai multe motive diferite. Primul este posibilitatea coliziunii cu resturile spațiale. Viteza orbitală pe o orbită la o înălțime de 300 km (orbitele tipice ale misiunilor Space Shuttle ) este de aproximativ 7,7 km / s, adică de 10 ori viteza unui proiectil. Astfel energia cinetică a unei particule mici (de exemplu un bob de nisip) este egală cu cea a unui glonț mare. Fiecare misiune spațială generează resturi care apoi rămân pe orbită, făcând din aceasta o problemă din ce în ce mai gravă.

Un alt motiv al pericolului este că mediile exterioare ale spațiului sunt mai dificil de simulat înaintea misiunii în sine, astfel încât pasajele spațiale tind să fie evitate pentru sarcini de rutină, dacă nu este strict necesar. Ca urmare, EVA nu sunt planificate până când anumite probleme nu sunt evidente, uneori când misiunea a început deja. Aceste pericole care afectează EVA au drept consecință o presiune mare asupra astronauților , care, în ciuda faptului că sunt selectați pentru a rezista acestor situații, sunt totuși ființe umane. Pentru a depăși această problemă, oamenii de știință proiectează roboți telecomandați care pot efectua lucrări în afara navei spațiale.

Notă

  1. ^ II McBarron și W. James, „Trecut, prezent și viitor: Programul EVA SUA”, Acta Astronautica, vol. 32, nr. 1, pp. 5-14, 1994.

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității LCCN (EN) sh85046593 · GND (DE) 7741435-4
Astronautică Portalul astronauticii : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de astronautică
Adus din „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Attività_extraveicole&oldid=119872898 ”