بدلة الفضاء هي لباس مضغوط يرتديه رواد الفضاء أثناء الرحلات الفضائية، إنه مصمم لحمايتهم من الظروف التي يحتمل أن تكون ضارة في الفضاء، تُعرف البدلات الفضائية أيضاً باسم وحدات التنقل خارج المركبة (EMUs) لتعكس حقيقة أنها تُستخدم أيضاً كمساعدات للتنقل عندما يقوم رائد فضاء بالسير في الفضاء خارج مركبة فضائية تدور في الفضاء، وهي تتألف من العديد من المكونات المصممة خصيصاً والتي يتم إنتاجها من قبل مجموعة متنوعة من الشركات المصنعة وتجميعها من قبل وكالة الفضاء الوطنية للملاحة الجوية.
مواد أولية لصناعة بدلة الفضاء:
تم تصميم بدلة الفضاء لإعادة تهيئة الظروف البيئية للغلاف الجوي للأرض، يوفر الضروريات الأساسية لدعم الحياة مثل الأكسجين والتحكم في درجة الحرارة والحاوية المضغوطة وإزالة ثاني أكسيد الكربون والحماية من أشعة الشمس والإشعاع الشمسي والنيازك الدقيقة، إنه نظام لدعم الحياة لرواد الفضاء الذين يعملون خارج الغلاف الجوي للأرض، وتم استخدام ملابس الفضاء للعديد من المهام المهمة في الفضاء.
تُستخدم العديد من المواد الخام لبناء بدلة فضاء، تشمل مواد النسيج مجموعة متنوعة من البوليمرات الاصطناعية المختلف وتتكون الطبقة الداخلية من مادة النايلون، تتكون طبقة أخرى من ألياف لدنة وهي بوليمر مرن يمكن ارتداؤه، هناك أيضاً طبقة من النايلون المطلي باليوريثان والتي تشارك في الضغط، يستخدم الداكرون وهو نوع من البوليستر لطبقة تقييد الضغط.
تشمل الأقمشة الاصطناعية الأخرى المستخدمة النيوبرين وهو نوع من المطاط الإسفنجي ومايلر بالألمنيوم وجورتكس وكيفلر ونومكس، بالإضافة إلى الألياف الاصطناعية تلعب المواد الخام الأخرى أدوار مهمة؛ فالألياف الزجاجية هي المادة الأساسية لجزء الجذع العلوي الصلب، يستخدم هيدروكسيد الليثيوم في صنع المرشح الذي يزيل ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء أثناء المشي في الفضاء.
يشتمل مزيج الفضة والزنك على البطارية التي تشغل البدلة، يتم نسج الأنابيب البلاستيكية في القماش لنقل مياه التبريد في جميع أنحاء البدلة، تُستخدم مادة البولي كربونات لبناء غلاف الخوذة، ويتم استخدام العديد من المكونات الأخرى لتشكيل الدوائر الإلكترونية وتناسب عناصر التحكم.
تصميم بدلة الفضاء:
يتم تصنيع بدلة فضاء (EMU) واحدة من العديد من المكونات المصممة خصيصاً، والتي تنتجها أكثر من 80 شركة، يختلف حجم الأجزاء من غسالات بحجم ثمانية بوصة إلى خزان مياه بطول 30 بوصة (76.2 سم)، يتكون الاتحاد النقدي الأوروبي من 18 عنصر منفصل، نظام دعم الحياة الأساسي عبارة عن حقيبة ظهر قائمة بذاتها مزودة بمصدر أكسجين وفلاتر لإزالة ثاني أكسيد الكربون وطاقة كهربائية ومروحة تهوية ومعدات اتصال.
إنه يوفر لرائد الفضاء معظم الأشياء التي يحتاجها للبقاء على قيد الحياة مثل الأكسجين وتنقية الهواء والتحكم في درجة الحرارة والتواصل، يمكن تخزين ما يصل إلى سبع ساعات من الأكسجين في خزان البذلة، تم العثور على حزمة أكسجين ثانوية أيضاً على البذلة، يوفر هذا 30 دقيقة إضافية من الأكسجين في حالات الطوارئ.
الخوذة عبارة عن فقاعة بلاستيكية كبيرة مضغوطة لها حلقة عنق ووسادة توزيع تهوية، كما أن لديها صمام تطهير يستخدم مع حزمة أكسجين ثانوية، في الخوذة توجد قشة في حقيبة المشروبات في حالة عطش رائد الفضاء وقناع يحمي أشعة الشمس الساطعة وكاميرا تسجل أنشطة المركبات الإضافية، نظراً لأن المشي في الفضاء يمكن أن يستمر لأكثر من سبع ساعات في المرة الواحدة، فإن البدلة مزودة بنظام تجميع البول للسماح باستراحات الحمام.
للحفاظ على درجة الحرارة يتم ارتداء ملابس التبريد والتهوية السائلة أسفل الملابس الخارجية، وتتكون من أنابيب تبريد يتدفق من خلالها سوائل، الملابس الداخلية عبارة عن بدلة شبكية من قطعة واحدة مكونة من ألياف لدنة، لديها سحاب للسماح بالدخول الأمامي ويحتوي على أكثر من 300 قدم من الأنابيب البلاستيكية المتداخلة والتي يدور بداخلها الماء البارد، عادة يتم الحفاظ على المياه المتداولة من 40-50 درجة فهرنهايت (4.4-9.9 درجة مئوية).
تسمح وحدة التحكم المُثبتة على الصدر لرائد الفضاء بمراقبة حالة البدلة والاتصال بالمصادر الخارجية للسوائل والكهرباء، يحتوي على جميع ضوابط التشغيل الميكانيكية والكهربائية وكذلك لوحة عرض مرئية، كما تستخدم بطارية الزنك الفضية القابلة لإعادة الشحن والتي تعمل بجهد 17 فولت لتشغيل البدلة، تم دمج وحدة التحكم هذه مع نظام التحذير الموجود في الجذع العلوي الصلب للتأكد من أن رائد الفضاء يعرف حالة بيئة البدلة.
كيفية تصنيع بدلة الفضاء:
تجميع الخوذة والواقي:
يمكن صنع الخوذة والواقي باستخدام تقنيات قولبة النفخ التقليدية ويتكون (EMU) من 14 طبقة واقية، تشمل مواد النسيج مجموعة متنوعة من البوليمرات الاصطناعية المختلفة، الطبقة الأعمق عبارة عن مادة تريكو من النايلون، تتكون طبقة أخرى من ألياف لدنة، وهي بوليمر مرن يمكن ارتداؤه، هناك أيضاً طبقة من النايلون المطلي باليوريثان والتي تشارك في الضغط.
يتم تحميل كريات البولي كربونات في آلة التشكيل بالحقن، ويتم صهرها وإجبارها على الدخول في تجويف بحجم وشكل تقريبي للخوذة، عندما يتم فتح التجويف يتم تصنيع القطعة الأساسية للخوذة، تمت إضافة جهاز توصيل عند الطرف المفتوح بحيث يمكن ربط الخوذة بالجذع العلوي الصلب، تتم إضافة وسادة توزيع التهوية جنباً إلى جنب مع صمامات التطهير قبل تعبئة الخوذة وشحنها.
أنظمة دعم الحياة:
يتم وضع أنظمة دعم الحياة معاً في عدد من الخطوات ويتم تركيب جميع القطع في الغلاف الخارجي لحقيبة الظهر، أولاً يتم تعبئة خزانات الأكسجين المضغوط وتغطيتها ووضعها في الهيكل، تم وضع معدات إزالة ثاني أكسيد الكربون معاً، ويتضمن هذا عادةً علبة مرشح مملوءة بهيدروكسيد الليثيوم والتي يتم توصيلها بخرطوم، يتم بعد ذلك تزويد حقيبة الظهر بنظام مروحة تهوية وطاقة كهربائية وراديو ونظام تحذير ومعدات تبريد بالماء، عند التجميع الكامل يمكن لنظام دعم الحياة أن يعلق مباشرة على الجذع العلوي الصلب.
وحدة التحكم:
المكونات الرئيسية لوحدة التحكم مبنية في وحدات منفصلة ثم يتم تجميعها، يتيح هذا النهج المعياري إمكانية صيانة الأجزاء الرئيسية بسهولة إذا لزم الأمر، تحتوي وحدة التحكم المُثبَّتة على الصدر على جميع أدوات التحكم الإلكترونية وشاشة عرض رقمية وواجهات إلكترونية أخرى، يضاف صمام التطهير الأساسي أيضاً إلى هذا الجزء.
ملابس التبريد:
يتم ارتداء ملابس التبريد داخل طبقات الضغط وهي مصنوعة من مزيج من النايلون وألياف الياف لدنة وأنابيب التبريد السائل، يتم تقطيع التريكو النايلون أولاً إلى شكل طويل يشبه الملابس الداخلية وفي الوقت نفسه، يتم حياكة ألياف الإسباندكس في صفيحة من القماش ويتم بعد ذلك تزويد الياف لدنة بسلسلة من أنابيب التبريد ثم يتم حياكتها مع طبقة النايلون، ثم يتم توصيل سحاب أمامي بالإضافة إلى موصلات للتوصيل بنظام دعم الحياة.
