ידענים: אדם בחלל | אסטרונאוטים | חלל ואסטרונומיה

מאת 16 ביולי 2017 תגובה אחת

מה משקלהּ של חליפת חלל? איך היא מגִנה על האַסטרוֹנאוּטים מפני התנאים הקיצוניים שבחלל? ומה עושים אסטרונאוטים שצריכים לשירותים? כל מה שרציתם לדעת על החליפה הכבדה והיקרה בעולם

אסטרונאוט אמריקאי בחליפת חלל לבנה להליכות חלל, שהוספה לה יחידת הנעה עצמאית (Manned Maneuvering Unit), שאפשרה לאסטרונאוט להתרחק ממעבורת החלל. השימוש ביחידת ההנעה העצמאית היה מוגבל מאד, ונעשה בה שימוש רק שלושה פעמים ב-1984. צילום: NASA.

אסטרונאוט אמריקאי בחליפת חלל לבנה להליכות חלל, שהוספה לה יחידת הנעה מאוישת (Manned Maneuvering Unit), שאפשרה לאסטרונאוט להתרחק ממעבורת החלל. השימוש ביחידת ההנעה העצמאית היה מוגבל מאד, ונעשה בה שימוש רק שלוש פעמים ב-1984. צילום: NASA.

כתבה: עינת שגיא אלפסה, גליליאו צעיר

כשאנחנו חושבים על אסטרונאוטים, התמונה הראשונה שעולה בראשנו היא של חליפת החלל המַרשימה, ולא דווקא של האדם שבתוכה. לחליפת החלל חשיבוּת רבה במסע של האנוֹשוּת מחוץ לכדור הארץ.

כידוע, בני אדם אינם יכולים לחיות בחלל. מחוץ לכדור הארץ אין לחץ ואין אספקת חמצן שמאפשרים לנו לשרוד. מלבד זה, בחלל הטמפרטורות קיצוניות, ולפיכך גוף האדם אינו יכול לעמוד בהן. ללא חליפת החלל, יהיה האדם (כשאינו בתוך החללית) חשוף לתנאי וָקוּם (רִיק). בשל הווקום, המים המרכיבים את הגוף ירתחו, ובתוך זמן קצר מאוד ימות האדם.

החלום של בני האדם להגיע לחלל היה חזק כל כך עד שנוצר צורך ליצור בגד שיאפשר לאנשים להתקיים גם בתנאים הקשים שבחלל. האתגר ביצירת חליפת החלל היה כפול: מצד אחד יש צורך בחומרים חזקים ועמידים ובמכשירים מתוחכמים שיצליחו להתמודד עם התנאים השוררים בחלל; מצד אחר על האסטרונאוט להצליח לנוע בחליפה כדי שיוכל לחקור את הסביבה ואף לבצע פעולות תיקון מסובכות במידת הצורך. לצד שני אתגרים אלה, היה על ממציאי חליפות החלל לחשוב על פרטים קטנים רבים מאוד שיקלו על האסטרונאוט את ביצוע משימתו.

חליפות החלל הראשונות

אסטרונאוט אמריקאי לבוש בחליפת אורלן רוסית, בתחנת החלל הבינלאומית, 2005. צילום: NASA/Sergei Krikalev.

אסטרונאוט אמריקאי לבוש בחליפת אורלן רוסית, בתחנת החלל הבינלאומית, 2005. צילום: NASA/Sergei Krikalev.

במשך דורות נראתה המשימה בלתי אפשרית. אבל בשנות השישים של המאה הקודמת היה המרוֹץ לחלל שיאהּ של היריבות בין שתי המעצמות – ארצות הברית וברית המועצות (רוסיה של היום). בסופו של המרוץ הצליחו שתיהן לעמוד במשימה ולשלוח אנשים לחלל – אחרי שהצליחו לפתור את הבעיה המורכבת ולייצר חליפות חלל מותאמות.

האדם הראשון בחלל היה הקוֹסמוֹנאוּט (האסטרונאוט הרוּסי) יורי גאגרין, שלבש בשהותו בתוך החללית חליפת אורלן. להבדיל מהחליפות האמריקניות, חליפת אורלן אינה נלבּשת כמו בגד רגיל, אלא נכנסים לתוכה דרך פתח בגב. לאחר שהקוסמונאוט נכנס לתוך החליפה, היא נסגרת מאחור, ועל הגב מורכב מְכל החמצן.

בהתחלה תוכננה חליפת האורלן כך שפלג הגוף העליון והקסדה אינם ניתנים להזזה או לסיבוב, ורק את הזרועות אפשר להזיז. מאוחר יותר, עם הליכות החלל – יציאה מתוך החללית אל החלל עצמו – היו חליפות החלל צריכות לספק את כל הצרכים וההגנות. אספקת החמצן לחליפת החלל והתקשורת עם הקוסמונאוט שבחליפה נעשו דרך צינור שחיבר את החליפה אל החללית שממנה יצאו להליכת החלל. לימים תוכננו דגמים משוכללים יותר של חליפת החלל אורלן, שאפשרו לקוסמונאוט עצמאות, כמו אלה של החליפות האמריקניות.

האסטרונאוט אדוארד וייט, האמריקאי הראשון שביצע הליכת חלל, במשימת ג'מיני 4 בשנת 1965. צילום: NASA / James McDivitt.

האסטרונאוט אדוארד וייט, האמריקאי הראשון שביצע הליכת חלל, במשימת ג'מיני 4 בשנת 1965. צילום: NASA / James McDivitt.

באותן שנים ערכו גם בנאס"א מכרז לייצור חליפות חלל. במִכרז זכתה חברת פלייטקס; היא הִצליחה לייצר טכנולוגיה חכמה שהגנה על האסטרונאוט היטב וגם אפשרה לו טווח תנועה רחב מספיק. התנועה התאפשרה בעזרת מפרקי החליפה שנוצרו בהַשראת המִבנה הבּיוֹלוֹגי של תולעת, ובטֶכניקת תפירה ייחודית.

כמו חללית אישית

חליפת החלל מעניקה הגנה מלאה לאסטרונאוט ומתפקֶדת כמעין חללית אישית שמספקת לאסטרונאוט את כל הדרוש לו לשהייה מחוץ לכדור הארץ. החליפה עשויה מ־13 (!) שכבות, ושוקלת כ־127 קילוגרם על פני כדור הארץ. בתנאי חוסר משקל האסטרונאוט אינו חש במשקל הכבד של החליפה.

כדי ללבּוש את החליפה ולהתקין את כל הציוד הנִלווה נדרשים לאסטרונאוט כ־45 דקות. תחשבו כמה זמן לוקח לכם להתלבש כדי לצאת מהבית, ותבינו עד כמה הכול צריך להיות מתוכנן היטב בחלל. תוסיפו לכך את מחירהּ של חליפת חלל, שנאמד בכ־12 מיליון דולר – סכום אסטרונומי שהופך אותה לבגד היקר ביותר בעולם.

באז אולדרין בתוך חליפת חלל על אדמת הירח. צולם על ידי האדם הראשון שהלך על הירח, ניל ארמסטרונג. צילום: NASA.

באז אולדרין בתוך חליפת חלל על אדמת הירח. צולם על ידי האדם הראשון שהלך על הירח, ניל ארמסטרונג. צילום: NASA.

כיום לאסטרונאוטים בנאס"א יש שני סוגים של חליפות חלל: חליפה כתומה שמיועדת לשהייה בתוך החללית, ואותה לובשים בעיקר בזמן ההמראה והנחיתה. הצבע הכתום נבחר כדי שיהיה קל לזהות את האסטרונאוטים במקרה חירום בזמן ההמראה או הנחיתה. חליפה זוֹ שוקלת הרבה פחות מחליפת החלל הלבנה, ואינה יכולה להגן על האסטרונאוטים מחוץ לחללית. עם זאת, היא מווסֶתת את לחץ האוויר ומספקת חַמצן לנשימה. בתוך החליפה הכתומה יש לאסטרונאוט כל הדרוש לו למקרה של נחיתת חירום: קסדה עם ממסרי תקשורת שיאפשרו לצוות הקרקע לאתר אותו בעת הצורך, מגפיים וכפפות שיגנו עליו, מים לשתייה שיאפשרו לו לשרוד עד הגעת צוותי החילוץ, וגם מַצנֵח ומִתקן הצלה מתנפח שיאפשרו לו להגיע לקרקע בשלום.

כל זה בחליפה אחת

החליפה הלבנה מיועדת לפעילות חוץ־רכבית, כלומר מחוץ לחללית – מתיקונים לרכב החלל עד איסוף דגימות מהירח לצורך מחקרים. מה החליפה הלבנה כוללת? לפניכם הרשימה המלאה:

המעטֶה החיצוני של חליפת החלל קשיח ועמיד מאוד, כדי שלא ייהָרס גם אם ייפּגע ממטאוריטים זעירים. על שרוול החליפה מותקנת מראה קטנה; זוֹ מאפשרת לאסטרונאוט לקרוא בנוֹחוּת במקרה הצורך את הכתוב על יחידת הוויסות והבקרה של החליפה, הממוקמת באזור החזה.

מתחת למעטה החיצוני האסטרונאוט לובש חליפה שמכילה צינורות אשר דרכם זורם נוזל קירור, שתפקידו לווסֵת את הטֶמפּרטוּרה ולהגן על האסטרונאוט מפני חום השמש.

מלבד זה, כדי למנוע את האסטרונאוט מלהזיע בזמן הפעילות מחוץ לחללית, החליפה מכילה מערכת אוורוּר. מעל שכבות אלה יש לחליפת החלל שתי שכבות לחץ, וארבעתן עטופות בשמונה שכבות בידוד לשמירת החום.

אסטרונאוטים מבצעים הליכת חלל, במהלך עבודות הבנייה של תחנת החלל הבינלאומית, 2006. צילום: NASA.

אסטרונאוטים מבצעים הליכת חלל, במהלך עבודות הבנייה של תחנת החלל הבינלאומית, 2006. צילום: NASA.

על הגב האסטרונאוט נושא תרמיל המכיל בלון חמצן שמאפשר לו לנשום. בתרמיל יש גם מצלמות; אלה מאפשרות לאסטרונאוטים האחרים ולצוות הקרקע לעקוב אחר פעילותו. בתרמיל יש גם מסנני פחמן דו־חמצני.

עוד יש בתרמיל סוללות, מאוורר, מערכת אזעקה לקצב הלב, מערכת למעקב אחר רמת הזיעה של האסטרונאוט ויחידת תִּמרוּן (תנועה) אישית, שמאפשרת לאסטרונאוט לנוע במהירות של שלושה מטרים לשנייה.

אל החליפה מחוברת קסדת חלל, ובה מערכת קשר שכוללת אזניות ומיקרופון ומאפשרת לאסטרונאוט לתקשֵׁר עם הצוות בקרקע ובחללית. אם בחוץ נמצאים שני אסטרונאוטים, הם מתקשרים ביניהם באמצעות שידור רדיו. גם אם הם ממש קרובים זה לזה ויצרחו, הם לא ישמעו כלום – כי בחלל אין אוויר שיעביר את גלי הקול שלהם. הדרך היחידה שהם יוכלו לשמוע זה את זה ישירות היא אם יצמידו את הקסדות שלהם זוֹ לזוֹ. האוויר שבתוך הקסדות ירטוט ויצליח להעביר את גלי הקול. שיטה זוֹ מיועדת למקרה של תקלה במערכת הקשר בעודם מחוץ לחללית.

כדי להגן על האסטרונאוט מפני סִנוור מקרינת השמש, מותקנת על הקסדה מעל העיניים סנוורת מיוחדת. מכּיוון שעל הירח המעבר משעות אור לחשֵׁכה מוחלטת מהיר, מותקנים על הקסדה גם פנסים שיאפשרו לו לעבוד גם בחושך.

ליד הפה יש לאסטרונאוט קשית; זוֹ מחוברת למִתקן המים שבתרמיל הגב, כדי שיוכל לשתות בלי מאמץ.

מה קורה אם האסטרונאוט צריך ללכת לשירותים? זה באמת לא פשוט כל כך, מה גם שאין ממש שירותים על הירח… הפִּתְרון: בתוך החליפה יש לאסטרונאוט מעין חיתול גדול שיכול לספּוג את צרכיו עד שיגיע לרכב החלל, ששם החיתול נאסף ומפונה.

הכתבה פורסמה בגליליאו צעיר – הירחון לילדים סקרנים. לקבלת גיליון דיגיטלי מתנה הקליקו

הוספת תגובה

  • (will not be published)