Costum spațial

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Costumul modern EMU, purtat de Thomas Akers. Instrumentele de pe piept sunt clar vizibile
Costum spațial rus Orlan

Costumul spațial este căptușeala utilizată de astronauți în timpul activităților extravehiculare (EVA) pentru a se izola de mediul extern, care este letal pentru corpul uman .

Istorie

Primele costume spațiale nu au fost la fel de sofisticate ca cele actuale și au fost dezvoltate folosind tehnologii deja utilizate pentru zboruri de mare altitudine și scufundări profunde, cum ar fi costume ușoare sub presiune, măști de oxigen și respirator .

Protecțiile împotriva razelor cosmice și a temperaturii nici măcar nu au fost contemplate, deoarece activitatea umană în afara mediului spațial nu era încă prevăzută.

Concurența dintre Rusia și Statele Unite a permis o creștere constantă a tehnologiei din spatele costumelor spațiale, deși cele două modele sunt deosebit de diferite; costumul spațial american constă din patru elemente, care sunt purtate în ordine de astronaut: pantaloni, sacou cu mâneci, cască și mănuși; cel rusesc constă în schimb dintr-un singur element semirigid, cu o deschidere la înălțimea spatelui, din care alunecă astronautul și care va fi închis de un colaborator.

O diferență suplimentară între cele două costume constă în presurizarea internă diferită, 0,30 bari pentru costumul NASA și 0,56 bari pentru cel rusesc.

Cronologie

Modele rusești

Costumul spațial rusesc SK-1

Modele SUA

Modele chinezești

Caracteristici

Un costum spațial are cea mai sofisticată și avansată tehnologie pentru a proteja împotriva diferiților factori ostili, cum ar fi radiațiile cosmice , în special cele cu infraroșu și ultraviolete, care sunt nefiltrate din cauza lipsei de atmosferă, în plus față de modificările bruște ale temperaturii cuprinse între -100 ° C în umbră. și +120 ° C în soare [2] .

Costumul trebuie apoi protejat de vidul exterior, care corespunde presiunii zero; pentru a depăși această problemă, costumul trebuie să poată fi presurizat intern. Costumele actuale nu sunt concepute pentru a garanta o presiune egală cu cea a cabinei navetei spațiale sau a stației spațiale , dar egală cu 1/3 atm ; în caz contrar, ar fi necesar un costum de scufundare excesiv de rigid, cu consecința impedimentului în mișcare. Înainte de fiecare „plimbare”, astronautul trebuie să facă o perioadă de adaptare în așa-numitul ecluză , un compartiment etanș pentru a echilibra presiunea înainte și după fiecare activitate extravehiculară, evitând astfel orice boală de decompresie ; între timp trebuie să respire oxigen pentru a elimina azotul prezent în organism.

În interiorul costumului, datorită presiunii scăzute, astronautul respiră oxigen pur, evitând astfel hipoxia care ar apărea folosind aerul. De fapt, la presiunea atmosferică, egală cu aproximativ 1 bar, datorită legii presiunilor parțiale, presiunea parțială a oxigenului este de aproximativ 0,21 bar (20,96% din 1 bar), în timp ce respirați aer normal la 0,3 bar presiunea parțială a oxigenului corespunde la aproximativ 0,06 bar, echivalent cu o concentrație de aproximativ 6,3%, letală pentru o ființă umană.

Specificatii tehnice

Un costum spațial este realizat cu o țesătură formată din unsprezece sau douăsprezece straturi, fiecare cu caracteristici particulare, în funcție de funcția pentru care este destinat. Din interior spre exterior avem:

  • Primul și al doilea strat: numit îmbrăcăminte de răcire și ventilație lichidă sau LCVG , acestea sunt utilizate pentru termoreglarea corpului și constau dintr-un fel de colanți în contact cu pielea astronautului, țesute cu tuburi cu o lungime totală de aproximativ 85 m. În interiorul conductelor curge apă rece care conduce căldura departe de corp, ducând la o temperatură internă mai scăzută. Împreună cu primul strat există și un tub pentru absorbția aerului expirat, conținând CO 2 , care va fi apoi transferat în rucsac .
  • Al treilea strat: din nailon folosit pentru a asigura respirabilitatea ; este căptușit cu cauciuc sintetic pentru a menține integritatea etanșă.
  • Al patrulea strat: din poliester , contribuie la stabilitatea presiunii, împiedicând costumul să se umfle excesiv, devenind un obstacol în calea mișcării.
  • Al cincilea strat: acționează ca o protecție împotriva căldurii, abraziunilor și perforațiilor datorate micrometeoriților ; funcția termică, anti-rupere și anti-radiații este realizată de mylar acoperit cu aluminiu .
  • Al șaselea-al zecelea strat: o barieră groasă care garantează o rezistență ridicată la căldură.
  • Al unsprezecelea strat: numit TMG, este format dintr-unul sau două învelitoare Goretex și servește pentru a proteja împotriva impactului cu micrometeoriți.

Componente

Un costum spațial este format din mai multe piese și este însoțit de numeroase unelte și accesorii. Masa costumelor pentru plimbările lunare a fost de aproximativ 100 kg, în timp ce cele pentru naveta spațială cântăresc peste 130 kg; fiecare are un cost cuprins între 675.000 EUR [3] și 1.250.000 EUR (2 milioane USD) [4] . În trecut, fiecare piesă a costumului a fost făcută pe măsură pentru fiecare astronaut, dar odată cu creșterea costului și complexității materialelor, dimensiunile au fost standardizate, iar înălțimea individului trebuie să fie între 167 și 187 cm [3] ] .

Costumul

O mănușă uzată

Costumul propriu-zis este format în mod ideal din două secțiuni, superioară și inferioară.

Partea superioară este formată din:

  • O cască , realizată din policarbonat rigid și rezistent la căldură, care garantează transparența perfectă; este acoperit intern cu un lichid anti-ceață. Casca este echipată cu un vizor mobil (denumit ansamblu vizor extravehicular ) format din două panouri laterale și unul frontal și reglabil cu ajutorul unei perechi de butoane. Viziera este laminată cu un strat subțire de aur , pentru a proteja vederea astronautului de lumina directă a soarelui și de strălucirea strălucitoare .
  • Un bust (numit și HUT, trunchiul superior dur ), din fibră de sticlă , la care sunt conectate toate celelalte componente. Se conectează cu casca din partea de sus, cu mănușile la nivelul antebrațelor și cu picioarele la înălțimea taliei.
  • Mănușile , foarte importante pentru munca astronautului, sunt mai puțin groase și relativ confortabile. Extern sunt echipate cu un strat de cauciuc pentru o mai bună prindere a obiectelor, precum și cu cârlige pentru a atârna orice unelte. Capetele degetelor sunt echipate cu un dispozitiv de încălzire care poate fi acționat printr-un comutator plasat pe încheietura mâinii. Datorită grosimii reduse a țesăturii și a activității manuale prelungite, mănușile sunt adesea supuse uzurii, ceea ce poate duce și la tăieturi sau rupturi, cauzând depresurizarea costumului.

Partea inferioară este formată din:

  • LTA, ansamblul trunchiului inferior , o singură unitate cuprinzând
    • Picioare, cu câte o bandă colorată, fixate cu velcro , pentru recunoașterea astronautului
    • Articulații mobile ale genunchilor și gleznelor
    • Ghete , disponibile în două dimensiuni

Accesoriile

  • Un recipient pentru apă potabilă (numit și Geanta pentru băuturi în costum IDB ), situat la înălțimea pieptului, este echipat cu un tub mic pentru a permite astronautului să bea. Are o capacitate de 1 sau 2 litri de apă. Uneori pot fi prezente bare de energie.
  • Un „scutec” (numit și MAG, îmbrăcăminte cu absorbție maximă ), este folosit pentru a colecta urina produsă în cele aproape 8 ore de lucru în afara navei spațiale.

Instrumentele

Unele instrumente sunt situate direct pe costum sau în interiorul acestuia. Printre acestea se numără:

  • Luminile, poziționate în spatele sau în lateralul căștii, permit o vizibilitate bună chiar și în zonele umbrite. Acestea sunt alimentate autonom de două baterii.
  • O cameră se află pe cască și poate fi activată de astronaut printr-un comutator special. Este conectat la Shuttle și la baza de control de pe Pământ, la care transmite activitățile și manevrele operatorului.
  • Căștile și microfoanele sunt încorporate într-o cască din material. Acestea sunt conectate la două circuite separate de alimentare (dreapta și stânga), astfel încât să garanteze funcționarea chiar și în cazul defectării unuia dintre ele. Facilitatea de comunicații se mai numește CCA, Communications Carrier Assembly .
  • Modulul de afișare și control ( DCM ) este un dispozitiv situat anterior abdomenului. Este de o importanță fundamentală pentru astronaut, deoarece este echipat cu un sistem complet de indicatoare și lumini, pentru a monitoriza funcționarea corectă a costumului. Prin intermediul unei mici oglinzi montate pe încheietura mâinii, astronautul poate interveni direct pentru a verifica și regla unele setări. Modulul constă din:
    • Un regulator de temperatură, format dintr-un buton
    • Un kit electrocardiografic, care permite monitorizarea constantă a funcției cardiace
    • Un dosimetru pentru măsurarea intensității radiației cosmice
    • Un dispozitiv pentru controlul oxigenului în interiorul costumului

Sistemul principal de susținere a vieții

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Sistemul de asistență vitală primară .

Sistemul primar de susținere a vieții (PLSS) este rucsacul cu care este echipat astronautul. Fundamental pentru succesul unei misiuni extravehiculare, include mai multe dispozitive, inclusiv:

  • O baterie, pentru alimentarea cu energie a fiecărui echipament de costum spațial, care garantează o autonomie de peste 8 ore
  • O antenă, pentru comunicații radio cu naveta sau stația spațială. Dacă astronautul se află în apropierea unei stații spațiale, datorită dispozitivelor acestuia din urmă, el poate comunica și cu baza de la sol
  • Un rezervor pentru lichidul de răcire al costumului conectat la un sublimator , care expune apa în contact cu mediul extern. Prin înghețare și apoi sublimare, apa îndepărtează căldura din lichidul intern
  • Un sistem de regenerare a aerului expirat, care elimină gazele reziduale și praful produs de astronaut prin respirație. Oxigenul neutilizat este apoi reintrodus în costum dintr-o deschidere din spatele capului
  • Două rezervoare principale de oxigen, în care gazul pur este comprimat și permite utilizarea timp de peste 7 ore.
  • Două tancuri secundare, pentru o durată totală de 30 de minute, sunt activate automat atunci când rezerva principală se epuizează
  • Un sistem de control și alarmă, pentru a monitoriza constant fiecare parametru al instrumentației costumului spațial.

Unitate de manevră echipată

Un astronaut cu MMU
Pictogramă lupă mgx2.svg Unitate de manevră echipată .

Costumele NASA au posibilitatea de a fi atașate la MMU, un scaun rachetă care vă permite să vă deplasați liber în spațiu. În primele misiuni extravehiculare, astronauții au fost legați de vehicul cu ajutorul unui „cordon ombilical” care asigura oxigen și împiedica orice posibilă evadare în spațiu. Ulterior a fost înlocuit cu un cablu de siguranță mai subțire.

Utilizat pentru prima dată în 1984 , în timpul celei de-a 10-a misiuni Shuttle, MMU este echipat cu două brațe reglabile, la capetele cărora sunt controlere utilizate pentru manevrarea acestuia. Jeturile de azot din 24 de propulsoare pot atinge viteze de peste 70 km / h. Greutatea sa este de aproximativ 140 kg.

SPK

SPK (sau UMK) este un instrument asemănător MMU dezvoltat de fosta Uniune Sovietică. Avea o greutate de aproximativ 220 kg, iar 32 de elice cu aer comprimat garantau o viteză de 100 km / h. SPK a fost înlocuit de un braț robot similar cu sistemul de service mobil .

MAI SIGUR

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Ajutor simplificat pentru salvarea EVA .

SAFER ( Simplified Aid for EVA Rescue ) este un instrument similar cu MMU, dar de dimensiuni reduse, pentru a fi utilizat doar în situații de urgență. Are o greutate de 35 kg și cu cele 24 de duze poate atinge o viteză de aproximativ 10 km / h. Autonomia este totuși foarte scurtă, de aproximativ 5 minute.

Notă

  1. ^ cia memorandum cia relațiile cu gis mai 15 1956 cia secretă , despre serviciile de informații americane despre Europa, 1945-1995 . Adus pe 7 martie 2021 .
  2. ^ Informații despre costumul spațial , disponibile la spacewalker.it . Adus la 15 aprilie 2008 (arhivat din original la 12 aprilie 2008) .
  3. ^ a b Massimo Bozzo, A span of infininity , în Newton , martie 2002, p. 42-51.
  4. ^ "Spacesuits", pe site-ul NASA ( PDF ), la history.nasa.gov . Adus 16/04/2008 .

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității GND ( DE ) 4381631-9
Astronautică Portalul astronauticii : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de astronautică
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Space_suit&oldid=119103949 ”