Skafander kosmiczny to jednoosobowy statek kosmiczny. Oto jak jest zbudowany

Wyobraźcie sobie teraz, że właśnie wychodzicie na zewnątrz i musicie się starannie ubrać. Tyle że zamiast śniegu i wiatru, który sprawia, że odczuwalna temperatura jest niższa od tej realnej, czeka was kosmiczna próżnia. Zamiast przedpokoju jesteście na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) i po jej opuszczeniu między wami a morderczą, pozbawioną powietrza próżnią będzie jedynie was skafander kosmiczny, który będzie waszym jednoosobowym statkiem kosmicznym, który ma utrzymać was przy życiu.

Jego najdrobniejszy defekt niemal na pewno będzie was kosztować życie. Po pierwsze ze względu na bardzo niesprzyjające warunki, w których się znajdziecie, a po drugie z powodu tego, że ewentualny powrót do bezpiecznej przystani, jaką jest ISS zajmie wam w warunkach mikrograwitacji zbyt wiele czasu, żebyście mogli przeżyć np. w wypadku rozszczelnienia.

Przeczytaj także:
- Polski astronauta poleci w kosmos. Historyczny moment
- Na litrze wody morskiej przejedziesz tyle, co na 300 litrach paliwa. Coraz bliżej przełomu
- Już są najnowsze zdjęcia Księżyca zrobione z jego orbity. Zobacz, jaki jest piękny

Skafander kosmiczny to nie jest tylko taki zwyczajny kombinezon, który specjaliści zakładają do pracy. To w istocie, bez cienia przesady ministatek kosmiczny, który musi wytrzymać warunki panujące w kosmosie (do których należą np. drastycznie wahające się z każdym wschodem i zachodem Słońca na orbicie, temperatury) i utrzymać was przy życiu. Nawet jego oficjalna nazwa to odzwierciedla - Extravehicular Mobility Unit (EMU) - czyli w wolnym tłumaczeniu - jednostka aktywności/mobilności poza statkiem kosmicznym. Jak zbudowane są te niedoceniane często cuda techniki?

Skafander kosmiczny to naprawdę znacznie więcej niż tylko ubranie robocze, nawet jeśli weźmiemy pod uwagę niezwykłe środowisko pracy, jakim jest kosmos. Zanim jednak jakikolwiek astronauta go założy, musi przywdziać specjalny ubiór wentylacyjno-chłodzący. To rodzaj jednoczęściowej odzieży pokrywającej całe ciało z wyjątkiem głowy, dłoni i stóp. W plecione w niego są rurki o łącznej długości ok. 100 m, którymi krąży ciecz, która chłodzi astronautę tak samo jak płyn chłodniczy silnik. Zazwyczaj temperatura tej wody jest utrzymywana na poziomie od 4,4 do 9,9 st. Celsjusza.

Skafander kosmiczny składa się z kilku oddzielnych części, które można ze sobą łączyć, dostosowując całość do rozmiarów ciała osoby, która ma go używać. Pojedynczy skafander kosmiczny jest zbudowany z wielu różnych komponentów produkowanych na specjalne zamówienie przez ponad 80 firm. Rozmiary jego części składowych różnią się od podkładek o wielkości 3 mm do zbiornika na wodę o długości 76,2 cm.

W sumie skafander składa się z 18 oddzielnych elementów. Cztery podstawowe wymienne sekcje obejmują hełm, twardą górną część tułowia, ramiona i dolną część tułowia. Części te są regulowane i mogą być dopasowane do ponad 95 proc. wszystkich astronautów. Długość rękawów kombinezonu można regulować nawet o ponad 2 cm, a nogawki o ponad 7 cm. Typowy skafander waży na Ziemi około 124,8 kg, a jego żywotność wynosi około 15 lat.

Założenie skafandra kosmicznego zajmuje około 15 minut. Aby przywdziać cały kombinezon, astronauta najpierw zakłada chłodzącą „bieliznę”. Następnie zakładany jest dolny zespół tułowia z nogawkami i przymocowanymi do nich butami. Następnie astronauta nakłada na siebie górną jednostkę tułowia, która jest montowana wraz z „plecakiem” z systemami podtrzymywania życia w komorze śluzy powietrznej.

Na koniec zakładane są rękawice, w których w każdym palcu znajduje się miniaturowy grzejnik zasilany prądem i hełm. Astronauta może pić przez ustnik, który wystaje wewnątrz hełmu z worka na napoje w górnej części tułowia, który może pomieścić do 0,9 l wody. Ciekawostką jest też dodany w ramach improwizacji przez samych użytkowników kawałek rzepa z boku hełmu, który służy do…podrapania się w nos.

Tułów astronauty jest osłonięty utwardzoną warstwą, którą można porównać do pancerza. Moduł kontrolny zamontowany na klatce piersiowej pozwala astronaucie monitorować stan skafandra i podłączać się do zewnętrznych źródeł płynów i energii elektrycznej. Znajdują się na nim wszystkie mechaniczne i elektryczne elementy sterujące, a także panel wyświetlacza.

Z tyłu skafandra kosmicznego znajduje się plecak o nazwie Primary Life Support Subsystem co oznacza Podstawowy Podsystem Podtrzymywania Życia. Jego podstawowa funkcja jest podwójna: po pierwsze ma on za zadanie dostarczać tlen do oddychania, a po drugie usuwać wydychany dwutlenek węgla. Gaz ten razem z parą wodną usuwany jest ze skafandra przez otwory wentylacyjne w pobliżu stóp i łokci astronauty. Oprócz tego w plecaku znajduje się srebrno-cynkowa bateria wielokrotnego ładowania o napięciu 17 V bateria dostarczająca skafandrowi prąd. Do zasilania kombinezonu używana jest. Po co w skafandrze prąd? Na przykład po to, by zasilić wentylator rozprowadzający tlen oraz systemy podtrzymywania życia.

Z tyłu kombinezonu znajduje się także moduł SAFER od ang. Simplified Aid for Extravehicular Activity Rescue, czyli Uproszczony (system) Ratunkowy służący do spacerów poza statkiem kosmicznym. SAFER posiada kilka małych silników odrzutowych. Służą one temu, by pomóc astronaucie wrócić na stację kosmiczną, a wcześniej wahadłowiec w przypadku niekontrolowanego oddalenia się od statku kosmicznego. Jest też oczywiście bardzo pomocny w przemieszczaniu się w czasie spacerów kosmicznych, jednak jego podstawowe zadanie to niedopuszczenie do tego, by astronauta oddalił się, dryfując w przestrzeń kosmiczną.

Dolny zespół tułowia jak się go technicznie nazywa, składa się ze spodni, w które wbudowane są ruchome osłony stawów kolanowych i skokowych oraz oczywiście butów. Tę część kombinezonu, podobnie jak rękawy, można skrócić lub wydłużyć, regulując pierścienie regulacyjne w części udowej i nogawkowej. W dolnej części kombinezonu znajduje się zwykle urządzenie do przechowywania moczu, choć obecnie astronauci używają po prostu jednorazowych pieluch.

Do budowy skafandra kosmicznego wykorzystuje się wiele materiałów, z których większość stanowią syntetyczne polimery. Najbardziej wewnętrzna warstwa składa się z nylonowego trykotu. Kolejna warstwa składa się z jednoczęściowego ubrania wykonanego ze spandeksu (to w niego wplecione są rurki chłodzące). W skafandrze kosmicznym znajduje się również warstwa nylonu pokrytego uretanem, którego zadaniem jest zwiększanie ciśnienia. Odwrotny efekt ma zapewniać z kolei dacron, będący rodzajem poliestru, który ma za zadanie zmniejszać ciśnienie.

Do innych tkanin syntetycznych, jakie można znaleźć w skafandrze kosmicznym, należą: neopren (rodzaj gąbczastej gumy), zawierający aluminium Mylar, a także Gortex, Kevlar i Nomex. Oprócz włókien syntetycznych ważną rolę w budowie skafandra, jakiego używają astronauci, odgrywają także inne surowce. Do wytworzenia górnego segmentu tułowia używane jest twarde włókno szklane. Skorupa hełmu jest zbudowana z materiału poliwęglanowego.