Skafandry kosmiczne to swoiste ubezpieczenie na życie dla astronautów wykonujących prace poza statkiem kosmicznym. Ten zaawansowany technologicznie strój jest poddawany złożonym testom na Ziemi, w trakcie których sztuczna próżnia symuluje ekstremalne warunki panujące w kosmosie.
Pierwszym człowiekiem w kosmosie był Jurij Gagarin. Jego misja odbyła się w 1961 roku. Obecnie loty na orbitę i z powrotem są niemal rutynowe; na Międzynarodową Stację Kosmiczną (MSK) panuje wręcz "ruch podmiejski". Przed startem astronauci trenują w komorach próżniowych wykonywanie w skafandrach różnych czynności, także tych związanych ze spacerami kosmicznymi.
Miniaturowy statek kosmiczny
Astronauci mogą opuścić statek kosmiczny wyłącznie w skafandrze. W kosmosie panują bowiem śmiertelne warunki: zależnie od ilości promieniowania słonecznego temperatury wahają się od minus 200 do przeszło 100 stopni, a ludzie i obiekty są narażeni na bombardowanie ze strony agresywnego promieniowania podczerwonego, ultrafioletowego, rentgenowskiego i gamma. Wokół z dużą prędkością latają mikroskopijne meteoryty, które w momencie uderzenia zamieniają się w wybuchowe pociski. W nieistniejącej atmosferze, zbliżonej do próżni absolutnej, krew by się zagotowała, a płuca uległy rozerwaniu.
Dzięki dopracowanej, warstwowej budowie skafander kosmiczny temu zapobiega i wytrzymuje ogromne obciążenia. Specjalna tkanina, wykorzystywana również do produkcji kamizelek kuloodpornych, chroni astronautów przed mikroskopijnymi meteorytami. Warstwa aluminium lub innego odblaskowego materiału zabezpiecza ich przed zbyt silnym rozgrzaniem na słońcu. Kilka warstw zaawansowanych technologicznie włókien pełni funkcję izolacji cieplnej, zaś hermetycznie szczelne warstwy o wysokiej wytrzymałości utrzymują wewnętrzne ciśnienie i zapobiegają pęcznieniu skafandra w próżni. Zintegrowany system ogrzewania i chłodzenia zapewnia znośne temperatury.
Test w symulowanych warunkach kosmicznych
Niektóre części kombinezonów kosmicznych są produkowane indywidualnie dla każdego astronauty wchodzącego w kosmos. Inne są zestawiane z wykończonych modułów, a następnie dopasowywane. Każdy przyszły właściciel musi dowiedzieć się, jak postępować z tym specjalnym strojem, i ukończyć intensywne szkolenie w warunkach zbliżonych do panujących w kosmosie.
Ciśnienie w komorze jest redukowane za pomocą pompy próżniowej. Tam, blisko Ziemi, panuje ultrawysoka próżnia o wartości od 10-7 do 10-12 milibarów. Im dalej, tym poziom próżni jest jeszcze wyższy — wartość ciśnienia jest nawet mniejsza niż 10-12 milibarów. Ciśnienie w komorze, które musi być starannie wytworzone w kilku etapach za pomocą najnowocześniejszej technologii próżniowej, odpowiada w przybliżeniu ciśnieniu na wysokości 40 kilometrów nad poziomem ziemi. Spędzanie czasu w tej próżniowej atmosferze daje przyszłym astronautom poczucie, jak ich ratująca życie powłoka będzie zachowywać się w warunkach minimalnego ciśnienia. Jednak głównym celem jest sprawdzenie, czy skafander rzeczywiście wytrzyma te warunki i spełni swoją rolę.
Test wystrzymałości próżniowej skafandrów kosmicznych
Skafandry kosmiczne muszą wykazać swoją przydatność jeszcze na Ziemi
Gdy skafander kosmiczny nie działa
prawidłowo, zazwyczaj działa niezawodnie. Niemniej jednak zdarzają się problemy. Radziecki kosmonauta Aleksiej Leonow to pierwszy człowiek, który odbył spacer w kosmosie. Działo się to w 1965 roku. Gdy zamierzał wspiąć się z powrotem do statku kosmicznego po spędzeniu kilku minut w kosmosie, ledwie uniknął katastrofy. Jego skafander zesztywniał wskutek wewnętrznego ciśnienia i stał się twardy. Wejście do śluzy okazało się niemożliwe. Leonov musiał najpierw usunąć tlen ze skafandra za pomocą zaworu redukującego ciśnienie, zainstalowanego na wypadek takiej sytuacji awaryjnej. Wiązało się to z ryzykiem choroby dekompresyjnej, będącej postrachem nurków, gdyby nie był w stanie odpowiednio szybko przywrócić ciśnienia w skafandrze. Na szczęście udało mu się to i wrócił na Ziemię bez szwanku. Astronauta ESA, Luca Parmitano, również miał ogromne szczęście w 2013 roku. Wskutek zatkania pompy w układzie chłodzenia skafandra w jego kasku zaczęła gromadzić się woda. Włoch prawie utonął w kosmosie! W ostatniej chwili udało mu się jednak wrócić na stację MSK.
prawidłowo, zazwyczaj działa niezawodnie. Niemniej jednak zdarzają się problemy. Radziecki kosmonauta Aleksiej Leonow to pierwszy człowiek, który odbył spacer w kosmosie. Działo się to w 1965 roku. Gdy zamierzał wspiąć się z powrotem do statku kosmicznego po spędzeniu kilku minut w kosmosie, ledwie uniknął katastrofy. Jego skafander zesztywniał wskutek wewnętrznego ciśnienia i stał się twardy. Wejście do śluzy okazało się niemożliwe. Leonov musiał najpierw usunąć tlen ze skafandra za pomocą zaworu redukującego ciśnienie, zainstalowanego na wypadek takiej sytuacji awaryjnej. Wiązało się to z ryzykiem choroby dekompresyjnej, będącej postrachem nurków, gdyby nie był w stanie odpowiednio szybko przywrócić ciśnienia w skafandrze. Na szczęście udało mu się to i wrócił na Ziemię bez szwanku. Astronauta ESA, Luca Parmitano, również miał ogromne szczęście w 2013 roku. Wskutek zatkania pompy w układzie chłodzenia skafandra w jego kasku zaczęła gromadzić się woda. Włoch prawie utonął w kosmosie! W ostatniej chwili udało mu się jednak wrócić na stację MSK.