راهپیمایی فضایی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
سوئیچی ناگوچی فضانورد ژاپنی در حال راهپیمایی فضایی پس از خروج از فضاپیمای دیسکاوری

راهپیمایی فضایی، فعالیت بیرون از سفینه، یا فعالیت برون‌ناوی ([۱]EVA) به عملیّات خروج فضانورد از فضاپیما گفته می‌شود. این اصطلاح نه تنها برای فضانوردانی که در مدار زمین از فضاپیما خارج می‌شوند، بلکه برای فضانوردانی که بر روی ماه راهپیمایی کردند نیز به کار می‌رود. فضانوردانی که اقدام به راهپیمایی فضایی می‌کنند، باید لباس فضایی ویژه‌ای بپوشند که آنها را در خلأ فضا و در مقابل تشعشعات خطرناک کیهانی محافظت کند.

فضانوردان در هنگام راهپیمایی فضایی ممکن است با «کابل اطمینان» به فضاپیمای خود متصل باقی بمانند. کابل اطمینان باقی ماندن فضانورد در نزدیکی فضاپیما را تضمین و بازگشت او را به داخل سفینه تسهیل می‌کند. برخی از لباس‌های فضایی به گونه‌ای طراحی شده‌اند که هوای مورد نیاز فضانورد را از طریق لوله‌ای که در کابل اطمینان جاسازی شده دریافت می‌کنند. در این صورت به کابل اطمینان «کابل بند نافی» گفته می‌شود. علاوه بر هوا، ممکن است اقلام دیگر مورد نیاز برای زندگی و کار فضانورد، مانند الکتریسته و آب، نیز از درون کابل بند نافی به لباس فضایی منتقل شود.

در برخی از راهپیمایی‌های فضایی، از کابل اطمینان استفاده نمی‌شود و فضانورد از ابزارهای دیگری برای بازگشت به فضاپیما استفاده می‌کند.

گام‌های بزرگ در راهپیمایی فضایی[ویرایش]

پرونده:Leonov in open space.jpg
نخستین راهپیمایی فضایی توسط الکسی لئونوف در ماموریت واسخود-۲ انجام گرفت.
راهپیمایی فضایی باز آلدرین روی ماه در ماموریت آپولو ۱۱

تعاریف راهپیمایی فضایی[ویرایش]

به خاطر تفاوت تاریخی در طراحی و برنامه‌ریزی در سامانه‌های فضایی روسیه و آمریکا، تعریف راهپیمایی فضایی از دید روس‌ها و آمریکاییان یکسان نیست. بر اساس تعریف روسیه، راهپیمایی فضایی وقتی آغاز می‌شود که فضانورد در محیط بدون فشار هوا (خلأ) در خارج از فضاپیما قرار گرفته باشد. فضاپیماهای نسل دوم شوروی مانند واسخود در بخش خارجی خود دارای محفظه هوایی ویژه‌ای بودند. فضانورد ابتدا وارد آن محفظه می‌شد و پس از تخلیه هوای محفظه، عملیات راهپیمایی فضایی با قرار گرفتن وی در خلأ و خروج از محفظه آغاز می‌گشت.

فضاپیماهای آمریکایی دارای محفظه هوایی ویژه نبودند و برای آغاز راهپیمایی فضایی باید هوای کابین فضانوردان کاملا تخلیه می‌شد. به همین علت برای فضانوردان آمریکایی، آغاز راهپیمایی فضایی وقتی است که لباس ویژهٔ راهپیمایی فضایی به اصطلاح عملیاتی شده باشد، یا به عبارت دیگر استفاده از باتری‌هایش را شروع کرده باشد.

خطرات راهپیمایی فضایی[ویرایش]

بروس مک‌کندلس در اولین راهپیمایی فضایی بدون کابل اطمینان

برخورد با پسماندهای فضایی[ویرایش]

راهپیمایی فضایی ریسک‌ها و خطرهای زیادی به همراه دارد. مهمترین ریسکی که فضانورد در هنگام راهپیمایی فضایی با آن روبرو است، برخورد با خرده زباله‌های فضایی است. فضاپیماها و سایر مدارگردها در مدار زمین با سرعت بسیار بالایی در حرکت هستند؛ برای مثال سرعت حرکت ایستگاه فضایی بین‌المللی در مدار زمین بیش از ۲۷۶۰۰ کیلومتر بر ساعت است. در چنین سرعتی، انرژی جنبشی ذرات بسیار کوچک مانند یک قطعه فلز ریز یا حتی یک ذره ماسه بسیار بالا است، و می‌توانند در برخورد با فضانورد مثل گلوله تفنگ عمل کنند!

پس از آغاز راهپیمایی‌های فضایی، خطرات ناشی از برخورد پسماندهای بسیار کوچکی که می‌توانست به راحتی پوشش نازک و حساس لباس فضانوردان را پاره کند، معضل دیگری بود که آژانسهای فضایی را به تحقیق و تفکر بیشتری واداشت. این موضوع در سال ۱۹۹۱، زمانی که دستکش یکی از فضانوردان شاتل فضایی آتلانتیس هنگام راهپیمایی و در اثر برخورد بسیار کوچکی پاره شد، اهمیت ویژه‌ای یافت.[۳]

با هر ماموریت فضایی جدید، پسماندهای فضایی بیشتری تولید می‌شود و ریسک برخورد قطعات ریز با فضانوردان هم افزایش می‌یابد. به این پدیده سندروم کسلر می‌گویند.

مشکل شبیه‌سازی[ویرایش]

شبیه‌سازی راهپیمایی فضایی در زیر آب در شرایط «شناوری خنثی»

مشکل دیگر اینجاست که شرایط خلأ و بی‌وزنی راهپیمایی فضایی را نمی‌توان به خوبی در مراکز آموزش فضانوردی در زمین شبیه‌سازی کرد. این موضوع باعث می‌شود که فضانوردی که ساعت‌ها برای راهپیمایی فضایی خود تمرین کرده‌است، پس از خروج از فضاپیما با تجربه‌ای متفاوت مواجه شود و دچار ترس، تنش، و یا فشار شدید روانی گردد.

برای مثال، فشار هوای درون لباس فضایی الکسی لئونوف در جریان نخستین راهپیمایی فضایی بطور پیش‌بینی‌نشده آنقدر بالا رفت که وی تقریبا توان حرکت دادن دست و پا و خم کردن مفصل‌های لباسش را از دست داد، و برای بازگشت به محفظه هوایی دچار مشکل جدی شد. خوشبختانه او در لباس فضایی‌اش اکسیژن خالص تنفس می‌کرد و با باز کردن شیر اطمینان موفق شد قسمتی از اکسیژن درون لباس را خارج کند و فشار لباس را به زیر ۲۸ کیلوپاسکال کاهش داده، به درون محفظه هوایی و سپس فضاپیمایش بازگردد.[۴]

شبیه‌سازی راهپیمایی فضایی معمولاً درون یک مخزن عظیم آب انجام می‌گیرد، و شرایط به‌گونه‌ای تنظیم می‌شود که فضانوردان حالت شناوری خنثی را تجربه کنند. «آزمایشگاه آب» در مرکز آموزش فضانوردان گاگارین در شهرک ستاره‌ها، و «آزمایشگاه شناوری خنثی» در پایگاه فضایی جانسون از این گونه مخازن آب برای آموزش و تمرین راهپیمایی فضایی بهره‌مند هستند.[۵][۶]

پنچری لباس فضایی[ویرایش]

اگر در هنگام راهپیمایی فضایی، شکاف یا پنچری در لباس فضایی بوجود بیاید، امکان افت شدید فشار درون لباس و خفگی و مرگ سریع فضانورد در اثر کمبود اکسیژن (هیپوکسی) وجود دارد. تاکنون تنها یک فضانورد در هنگام راهپیمایی فضایی دچار پنچری لباس شده‌است که آن هم در طول ماموریت اس‌تی‌اس-۳۷ و پس از خروج وی از فضاپیمای آتلانتیس رخ داد. دستکش لباس فضایی او در هنگام کار به وسیلهٔ یک میلهٔ کوچک پنچر شد، اما به خاطر باقی ماندن میله در سوراخ، فشار هوای لباس کاهش نیافت و فضانورد به سلامت به درون آتلانتیس بازگشت.[۷]

غلیان نیتروژن[ویرایش]

یکی از مشکلات فضانوردان هنگام افت فشار لباس فضایی، غلیان گاز نیتروژن محلول در خون (ایجاد حباب) و درد شدید ناشی از آن است. غواصان حرفه‌ای نیز با این مشکل به خوبی آشنایند. در حال حاضر برای جلوگیری از این مساله، فضانوردی که قرار است راهپیمایی فضایی انجام دهد شب پیش از عملیات را در یک محفظهٔ هوایی می‌خوابد. فشار هوای درون محفظه ۷۰ کیلوپاسکال است که ۳۱ کیلوپاسکال از فشار هوای درون ایستگاه فضایی کمتر است. در طول شب، بدن فضانورد خود را با فشار پایین وفق می‌دهد و گاز نیتروژن از خون فضانورد خارج می‌شود. در صورت وقوع حادثه در طول عملیات و افت فشار درون لباس فضایی، نبود گاز نیتروژن در خون از درد شدیدی که معمولاّ از غلیان گاز نیتروژن به وجود می‌آید جلوگیری می‌کند.

دور شدن از فضاپیما[ویرایش]

امکان کمک به فضانوردانی که در فاصله دور از فضاپیما دچار حادثه می‌شوند بسیار کم است.

فضانوردانی که هنگام راهپیمایی فضایی از کابل اطمینان استفاده نمی‌کنند، در معرض خطر دور شدن از فضاپیما هستند. در صورت وقوع چنین حادثه‌ای، امکان دسترسی و کمک‌رسانی به فضانورد بسیار کم است.

روبات به جای انسان[ویرایش]

تا کنون (سال ۲۰۰۸ میلادی)، هیچ حادثه مرگباری در هنگام راهپیمایی فضایی رخ نداده است. اما با توجه به ریسک‌های بالقوه‌ای که در این زمینه وجود دارد، استفاده از روباتهای کنترل از راه دور برای انجام کار در فضا گزینه‌ای پسندیده‌تر به نظر می‌رسد. دانشمندان در حال طراحی و آزمایش رباتهایی هستند که بتوان از آنها به جای انسان در فضا استفاده کرد و نیاز به راهپیمایی فضایی را به حداقل رساند.

جستارهای وابسته[ویرایش]

پیوند به بیرون[ویرایش]

منابع[ویرایش]

  1. Extra-Vehicular Activity
  2. ویلیان هاروود. «آمار راهپیمایی‌های فضایی ایستگاه فضایی بین‌المللی»(انگلیسی)‎. وبگاه شبکه خبری سی‌بی‌اس، ۱۶ مارس ۲۰۰۸. بازبینی‌شده در ۲۶ فروردین ۱۳۸۷. 
  3. «پسماندهای فضایی». وب‌گاه دانش فضایی، ۳۰ بهمن ۱۳۸۵. 
  4. مارک وید. «لباس فضایی برکوت»(انگلیسی)‎. وبگاه استروناتیکس. بازبینی‌شده در ۲۶ فروردین ۱۳۸۷. 
  5. «آزمایشگاه آب»(انگلیسی)‎. وبگاه مرکز آموزش فضانوردان گاگارین. بازبینی‌شده در ۲۶ فروردین ۱۳۸۷. 
  6. «آزمایشگاه شناوری خنثی»(انگلیسی)‎. وبگاه ناسا، ۴ آوریل ۲۰۰۷. بازبینی‌شده در ۲۶ فروردین ۱۳۸۷. 
  7. جفری لاندیس. «قرار گرفتن انسان در شرایط خلأ»(انگلیسی)‎. وبگاه ‎SFF.net، ۷ اوت ۲۰۰۷. بازبینی‌شده در ۲۶ فروردین ۱۳۸۷.