Daniel Marín blogja

Mostanra mindannyian tudjuk, hogy a NASA 2024-ben azt tervezi, hogy egy embert a Hold felszínére helyez. Egyelőre nincs határozott terv, és egy kulcsfontosságú járművet kell még megtervezni és gyártani: a holdmodult. De van egy másik kritikus elem, amelyről senki sem beszél, amelyet meg kell terveznie, mielőtt a Holdra megy. Szkafanderekről beszélünk. Első ránézésre azt gondolhatnánk, hogy az űrhajósok már keringési ruhájukban viselnek búvárruhát, és ezért őket csak a Holdhoz kell igazítani, igaz? Hát nem. Ez nem olyan egyszerű. Az összes pilóta nélküli hajónak, amelyet jelenleg fejlesztenek az Egyesült Államokban - vagyis az Orionnak, a Dragon 2-nek és a Starlinernek - nincs űrruhája a járművön kívülre. Más szavakkal, extravehicularis típusú búvárruhák (EVA). Amit az űrhajósok viselnek, azok az intravehicularis nyomású öltönyök (IVA), amelyek nem teszik lehetővé a külső és még kevésbé a holdfelület hozzáférését.

2024-ben
Milyen ruhákat fognak viselni a NASA űrhajósai, ha vissza akarnak térni a Holdra 2024-ben? A kép szerint félmerev, xEMU típusú öltönyt (NASA) fognak használni.

A NASA a Holdra akar menni az Orion űrhajóval, amely egyedüli az alapoktól kezdve alacsony pályán kívüli küldetések végrehajtására készült. Ez pedig politikai okokból nem tárgyalható lehetőség. Az Orion, a többi járműhöz hasonlóan, a Földön a tengerszinten tapasztalthoz hasonló belső atmoszférát használ (vagyis 101,3 kilopascál nyomás és hozzávetőlegesen 79% nitrogén és 21% oxigén). És itt merülnek fel a problémák. Az üzem közbeni extravehicularis búvárruhák tiszta oxigén atmoszférával működnek annak érdekében, hogy csökkentse a ruha nyomását. Minél nagyobb a nyomás, annál nehezebb mozgatni az ízületeket. Ne felejtsük el, hogy az űrruha alapvetően léggömb, benne ember van, ezért az ideális az, ha a ruha nyomását a lehető legnagyobb mértékben csökkentik a mobilitás növelése érdekében. Természetesen csökkenthetjük minimum 21,3 kilopascalra (vagy 0,2 atmoszférára), ami megegyezik az oxigén parciális nyomásával a tengerszinten, de nem több.

Amerikai űrruhák (NASA). Az EVA ruhák (NASA) jellemzői.

Azonban minél alacsonyabb az öltöny nyomása, annál több időre van szükségünk a nitrogén teljes eltávolítására a vérből, és kiküszöböljük az embólia kockázatát a dekompresszió során. Ha a jármű belsejében lévő tiszta oxigén légköréből indulunk ki, akkor nem kell semmilyen dekompressziós folyamatot végrehajtanunk, amint az a Gemini, az Apollo és a Skylab programban történt (a Skylab oxigén és hélium vegyes atmoszférájú volt, de gyakorlati célokra ugyanaz). Az Orion légkörének megválasztása azonban nem engedi meg a vitát ezen a ponton, különösen, ha öt éven belül egy holdraszállást tervezünk. A dobás során az Orion űrhajósai nyomás alatt álló OCSS (Orion Crew Survival System) nevű öltönyt viselnek, bár valójában az ACES (Advanced Crew Escape Suit) intrevehicularis öltönyének az egyik változata, amelyet az 1990-es és 2011-es űrrepülőgép-missziókban használtak. Az OCSS/Az ACES képes ellenállni a néhány percig tartó kis sürgősségi extravehicularis tevékenységeknek, de ez nem extravehicularis öltöny, mert sok egyéb korlátozás mellett a jármű életfenntartó rendszerétől is függ.

Az Orion űrhajó (NASA) OCSS intravehciularis öltönye. Űrséta szimulálása MACES ruhákkal az Orion űrhajóból (NASA).

Az Obama-adminisztráció során a MACES (Modified Advanced Crew Escape Suit) öltönyt úgy tervezték, hogy az űrséták - a most már törölt - ARM-misszióban lehetővé tegyék az aszteroida mintáinak visszaszerzését, de ennek az öltönynek a fejlesztése az adminisztráció hozzáférésével rövidre sikeredett. Trump a Fehér Házba. Mindenesetre a Hold felszínéhez való küldetéshez a MACES öltönyt módosítani kell. Ezért egyértelműnek tűnik, hogy nincs más lehetőség, mint egy másik EVA típusú űrruhát viselni és kifejleszteni, amelyet kifejezetten a Hold felszínén való használatra fejlesztettek ki. Alternatív megoldás lehet a holdmodul felszerelése a Nemzetközi Űrállomás (ISS) EMU (Extravehicularis Mobilitási Egység) ruháival, amelyek hiteles EVA búvárruhák. De amellett, hogy csak négy létfenntartó hátizsák áll rendelkezésre (PLSS, amelyek közül legalább kettő mindig az ISS fedélzetén van), módosítani kell őket a Holdon történő használatra. Pontosabban szükséges lenne növelni az öltöny derekának mobilitását, hogy járni lehessen, valamint megfelelő csizmát és kesztyűt kell biztosítani számára, valamint extra védelmet kell biztosítani a koptató hold-regolit ellen.

A NASA által az elmúlt években kifejlesztett öltönyök (NASA).

A NASA éveket töltött azon prototípusok megtervezésével, amelyek a jövő új felfedező öltönyének kellene lennie, a Holdon és a Marson való felhasználásra. Mivel ennek a búvárruhának az üzembe helyezését nem tekintették vészhelyzetnek, a NASA úgy döntött, hogy az üzemeltetés biztonságát helyezi előtérbe, és egy viszonylag magas belső nyomású félig merev ruhát választott, amely 57 kPa (0,6 atmoszféra) nyomás mellett 34% oxigénnel, példátlan koncepció az űrkutatás történetében. Ily módon az űrhajósoknak minimális dekompressziós időre lesz szükségük, a Földéhez hasonló légkörből indulva, és csökken az embólia kockázata. Cserébe természetesen meg kell építenie egy merev búvárruhát, amely ebben a nyomáson nem léggömbként fúj fel.

Új generációs félmerev EVA öltöny prototípus (NASA).

Most hol van ez az öltöny? Nos, egyelőre csak prototípusok vannak. Az xEMU (Exploration EMU) program keretében a NASA egy félmerev mélyűr űrbúvárruhát fejleszt ki, amely 57 kPa-val működik. 2023-ra az ügynökség arra számít, hogy az xEMU Lite verzió készen áll az ISS tesztelésére. Ez a változat ugyanolyan belső nyomással működne, mint a jelenlegi EMU, vagyis 30 kPa (0,3 atmoszféra). A probléma az, hogy az xEMU-t egy marslakó öltöny, a mEMU (akkoriban a NASA prioritása volt a Mars) korábbi lépéseként foganták meg, és cislunáris műveletekre irányult, vagyis a Hold körül, nem pedig a hold felszínén. Tehát még egyszer meg kell változtatni az xEMU-t, hogy lehetővé váljon a holdjárás, bár ez bizony nem lenne túl drasztikus változás.

Az EVA a jövő jelmezei (NASA). Az xEMU és az xEMU Lite (NASA) közötti különbségek.

Jelenleg a NASA megépítette a Z-1 és Z-2 xEMU prototípusokat, amelyek inkább egy orosz Orlán öltönyhöz hasonlítanak, mint egy hagyományos EMU-hoz. Valójában az xEMU egy merev fém törzsből áll, amely közvetlenül csatlakozik a PLSS életmentő hátizsákhoz. Az űrhajós úgy lép be a belső térbe, hogy a hátizsákot lehajtja, mintha ajtó lenne, ugyanúgy, mint az orosz Orlánban. Ezenkívül az Orlánnak nagyobb a belső nyomása is, pontosan a dekompressziós eljárások megkönnyítése érdekében. Az xEMU program mellett a NASA rengeteg pénzt fektetett be a PLSS 2.0 programba egy új életmentő hátizsák kifejlesztésére. Mindkét program nyilvánvalóan összefügg, de a kompetenciák bizonyos fokú átfedései zavartsághoz vezetnek.

Az xEMU öltöny alkalmazható a suitport koncepcióban más járművekkel (NASA). Z-2 prototípus félmerev EVA öltöny (NASA).

Világos, hogy a NASA-nak elő kell mozdítania az xEMU fejlődését, és létre kell hoznia egy holdváltozatot - lEMU? - 2024-ig, ha azt akarja, hogy valaki a Hold felszínén járjon. Nem lesz paradox az, hogy a Holdra 2024-ben történő leszállást el kellett halasztani egy olyan egyszerű elem hiánya miatt, mint a búvárruha.

Látunk-e ilyet 2024-ben? (FAZÉK).