Powrót ludzkości na Księżyc zagrożony przez skafandry. Są za nowoczesne
Nowe kombinezony kosmiczne, choć są technicznie lepsze od tych z czasów misji Apollo, to ich waga i ograniczenia mobilności sprawiają, że spacery po Księżycu będą ekstremalnie wyczerpujące i ryzykowne.
NASA wybrała firmę Axiom Space z Houston do realizacji kontraktu o wartości 228 milionów dolarów na opracowanie komercyjnych, hermetycznych skafandrów dla misji Artemis III. Operacja jest planowana jako pierwsze lądowanie ludzi na Księżycu od 1972 roku.
Chociaż NASA ma nadzieję na doprowadzenie misji Artemis III do realizacji z końcem 2028 roku, harmonogram jest niepewny. Gotowość skafandrów Axiom i dostępność nowych lądowników załogowych od SpaceX i Blue Origin mają ogromny wpływ na termin startu misji Artemis III.
Astronauci na Księżycu muszą radzić sobie z niską grawitacją. Wliczając plecak z podtrzymaniem życia, mówi się że prototyp skafandra waży blisko 140 kilogramów w ziemskiej grawitacji. Dokładna waga jest tajemnicą, ale faktem jest, że kombinezon Axiom jest znacznie cięższy niż 84 kilogramowy skafander, który nosili astronauci podczas Apollo na Księżycu.
Nie da się ukryć, że aktualnie jest silna presja ze strony agencji kosmicznej NASA na wysłanie ludzi na Księżyc. Choć powrót po ponad 50 latach na powierzchnię naszego naturalnego satelity brzmi romantycznie, to praktyczna perspektywa wygląda mniej obiecująco.
Doświadczona Astrobiolog opisuje problematykę misji na Księżycu
Kate Rubins to weteranka dwóch długotrwałych lotów na Międzynarodową Stację Kosmiczną. Jako doświadczona astronautka, która spędziła w kosmosie 300 dni i przeprowadziła cztery wielogodzinne spacery kosmiczne i mówi wprost:
Myślę, że na Księżycu mamy coś, czego naprawdę nie doświadczyliśmy na stacji kosmicznej i co chcę, żeby ludzie zauważyli – to ekstremalne warunki fizyczne. Kiedy dotrzemy na powierzchnię Księżyca, ludzie będą przesuwać rytm dobowy
Rubins szerzej komentuje całą sprawę:
Astronauci będą ledwo spać. Spędzą w tych skafandrach osiem lub dziewięć godzin dziennie. Codziennie będą wykonywać spacer kosmiczny. Spacery kosmiczne, które robiłam podczas moich lotów, były jak przebiegnięcie maratonu, a potem zrobienie kolejnego maratonu.
Astronautka aktualnie jest profesorem biologii obliczeniowej w Uniwersytecie Pittsburgh i uznaną mikrobiolożką. Była pierwszą osobą na świecie, która sekwencjonowała DNA w kosmosie.
Nie chodzi tu tylko o brak snu czy długie spacery kosmiczne – chodzi o to, że nowe skafandry, choć bardziej zaawansowane, są cięższe i zmieniają środek ciężkości człowieka. Znacząco utrudnia to podstawowe czynności, takie jak schylanie, podnoszenie kamieni, a nawet wstawanie po upadku.
Rubins trafnie porównuje to do noszenia „naprawdę bardzo ciężkiego plecaka, który ma masę, ale nie ma wagi” — brzmi to jak oksymoron, to trafia sedno problemu: masa i pęd wciąż działają, nawet przy niższej grawitacji.
Były astronauta stawia sprawę jasno – potrzeba nowoczesnego kombinezonu
Już podczas programu Apollo, to skafander był problematyczną kwestią. Jak wspomina astronauta Apollo 17, Harrison „Jack” Schmitt:
Produktywność w skafandrze nie była dużo większa, niż 10 procent tego, co zrobiłbyś normalnie na Ziemi.
Jak dodaje, największym problemem były rękawice:
Rękawice są dopasowanymi „balonami”. Ściskanie rękawic pod ciśnieniem powodowało bardzo szybkie zmęczenie mięśni przedramienia. Wyobraźcie sobie, że ściskasz piłkę tenisową nieprzerwanie przez osiem lub 10 godzin, mówimy właśnie o czymś takim.
Schmitt podsumowuje projekt kombinezonu z misji Apollo słowami:
Dałbym mu cztery razy większą mobilność, przynajmniej cztery razy większą mobilność i połowę wagi. Jednym ze sposobów, w jaki możesz zmniejszyć wagę, jest noszenie mniejszej ilości materiałów eksploatacyjnych i nauczenie się korzystania z materiałów eksploatacyjnych, które masz w jakimś innym pojeździe, jak łazik księżycowy. Za każdym razem, gdy jesteś w łaziku, korzystasz z tych materiałów i używasz ich, a kiedy wysiadasz, pracujesz z tym, co masz w plecaku. My oczywiście, mieliśmy materiały eksploatacyjne tylko w naszym plecaku.
Co ważne, NASA nie zapewni łazika podczas pierwszego lądowania misji Artemis. Ten jest zaplanowany na jeden z późniejszych lotów. W pełni izolowany pojazd, którym astronauci będą mogli podróżować po Księżycu, może być gotowy dopiero w okolicach 2030 r. Do tego czasu pierwsi astronauci będą musieli jakoś wytrzymać bez wygodnego środka transportu.
Załogant Międzynarodowej Stacji Kosmicznej przedstawia dokonany progres
Interesujące są również słowa Mike'a Barratta – astronauty NASA i lekarza:
Bezsprzecznie widzieliśmy urazy spowodowane skafandrami, wynikające z samego dopasowania kombinezonu do spacerów kosmicznych. Było to wszystko: od otarć skóry, przez ból stawów, po – nie żartuję – urazy ortopedyczne. Potencjalnie można doznać pewnego rodzaju złamania. Spacer na powierzchni Księżyca z mocno obciążonym kombinezonem, ciężkimi ładunkami albo narzędziami do pracy, to poważny problem.
Z drugiej strony Mike Barratt podkreśla postęp: testy, 700 godzin doświadczeń, techniki treningowe. To ważne, ale nie rozwiązuje fundamentalnego dylematu: im więcej użytych materiałów i systemów w skafandrze (ochrona przed próżnią, ekstremalnymi temperaturami, promieniowaniem), tym trudniej się poruszać. To niesamowicie trudne wyzwanie inżynieryjne. Jeśli to wszystko połączymy, to ogromna część skafandra, służy tylko, aby utrzymać ludzką fizjologię i ciało w całości.
Cytowany przed chwilą weteran Apollo, Schmitt podsumowuje to w krótki sposób:
To nie są drobne niedogodności. To ograniczenia, które mogą zniweczyć sens wysyłania ludzi zamiast robotów, jeśli nie zostaną rozwiązane.
Co mnie niepokoi najbardziej, to tempo i priorytety. NASA już zakontraktowała zaprojektowanie i dostarczenie komercyjnych skafandrów, a harmonogram misji Artemis III zależy od gotowości kombinezonów i lądowników.
Rubins i Barratt mówią o kolejnych iteracjach i szybkim reagowaniu na problemy – to dobrze, ale historia pokazała, że prawdziwe poprawki wymagają czasu. Testów w warunkach zbliżonych do rzeczywistych (loty paraboliczne, treningi pod wodą) nie da się przyspieszyć.
Eksperci zwracają uwagę, że skafandry Apollo były lżejsze i choć mniej mobilne, to przez mniejsze obciążenie, nie miały takiej bezwładności. Dziś mamy lepsze materiały i bardziej elastyczny kombinezon, ale również większą masę. Pytaniem otwartym pozostaje, czy to krok naprzód, czy kompromis, który może kosztować zdrowie załogi?
Potrzeba matką wynalazku, ale czas goni
Praktyczne konsekwencje są jasne: od otarć, przez urazy ortopedyczne, na problemach z widocznością kończąc. Już samo podniesienie się po upadku może być problemem, w sytuacji, kiedy kombinezon ma tak dużą masę i zmieniony środek ciężkości. Sprawia to, że trzeba wykonać swego rodzaju „skaczącą pompkę” i to kolejny problem, o którym mówi profesor Rubins:
Leżysz twarzą do ziemi, na powierzchni Księżyca i musisz wykonać najsilniejszy, najbardziej masywny „pompkowy” ruch, aby wystrzelić siebie i całą masę skafandra z powierzchni. Wystarczająco wysoko, aby potem obrócić nogi pod siebie i złapać grunt. Zasadniczo musisz zrobić coś w rodzaju skoku-pompki… To ryzykowny manewr, który testujemy dużo w treningu. To naprawdę nie jest błaha sprawa.
Pewnego rodzaju rozwiązaniem, które NASA aktualnie testuje jest używanie dodatkowych narzędzi do poruszania np. drąga do podpierania się. Jak się okazało, nie wszystko musi być rozwiązane przez inżynierię skafandra, czasem wystarczy przemyślane wyposażenie i trening. Ale ten fakt oznacza również, że misje będą mniej „efektywne” niż się prognozuje, bowiem każda minuta na powierzchni będzie ryzykownym wysiłkiem.
Więcej o kosmosie przeczytasz na łamach Spider'sWeb:
Innymi słowy, choć technologia poszła do przodu to nie oszukamy praw natury, które rządzą naszym światem. Jeżeli Artemis ma być czymś więcej niż spektakularnym pokazem, musi poświęcić czas i środki na znaczące ulepszenie skafandrów.
Następnie przeprowadzić realistyczne testy w warunkach o zmniejszonej grawitacji i przygotować odpowiednie narzędzia dla dobrze wyszkolonej załogi. Inaczej lądowanie na Księżycu może szybko stać się serią wyczerpujących, mało produktywnych spacerów, których koszt nie uzasadni naukowych korzyści.
Grafiki użyte w tekście za pośrednictwem kredytu do wykorzystania na materiały dziennikarskie: pcruciatti / Rawpixel.com / Mikhail Leonov via Shutterstock.com
