Какой уровень защиты необходим для выхода в открытый космос?

В газетной статье за ​​сентябрь 1995 года говорится, что даже когда астронавты пытались замерзнуть, оставаясь в тени шаттла в космическом вакууме, им было тепло и комфортно.

Но, к радости НАСА, два астронавта Endeavour согрелись в субботу благодаря новым перчаткам с подогревом, термоноскам, подкладкам для ботинок и поджаренному длинному нижнему белью.

В этом сценарии выход в открытый космос длился не менее часа при температурах до -120 или -130 градусов по Фаренгейту.

Это согревало их, хотя

выходцы в открытый космос оставались неподвижными на манипуляторе робота, пытаясь замерзнуть

Хотя это, по-видимому, не имело никакого эффекта, поскольку в какой-то момент один из выходцев в открытый космос

пришлось отключить обогреватели кончиков пальцев в перчатках

Эта информация, вероятно, довольно старая, так как это произошло около 18-19 лет назад, и технологии, вероятно, продвинулись вперед. Хотя я предполагаю, что основы будут такими же, поскольку поддержание тепла кажется относительно простым.

На фронте защиты от радиации при выходе в открытый космос вроде как, кроме скафандра, нет!

На этом веб- сайте рассказывается о планах по прикреплению значков EVARM к различным частям скафандра, чтобы можно было измерять воздействие радиации, чтобы увидеть, нужна ли какая-либо дополнительная защита.

На самом деле, я немного солгал, есть еще одна форма защиты от радиации, кроме скафандра. Сроки. Как и при запусках, НАСА следит за солнцем на наличие солнечных вспышек и, как правило, следит за тем, чтобы астронавты не находились рядом с ними, когда они уходят. Отправка их в космос только тогда, когда радиация самая низкая, обеспечивает одну из самых высоких форм защиты в настоящее время.

Исходя из, надеюсь, более свежего, хотя, возможно, и не совсем надежного источника, у нас есть статья HowStuffWorks о скафандрах.

Есть раздел о контроле температуры, в котором рассказывается о том, как они наслаивают ткани скафандра, чтобы сохранить как можно больше тепла. Это также поднимает интересный момент отвода тепла, тепло накапливается, по-видимому, легко, и если его не выпускать при случае, то космонавт рискует обезвоживанием и запотеванием козырька от пота.

Системы охлаждения варьируются от вентиляторов, которые продувают воздух, до систем водяного охлаждения для отвода тепла.

Эта же статья также дает нам немного больше информации о том, как они защищены от радиации. Это показывает, что скафандр является отражающим, чтобы целенаправленно уменьшить количество радиации. Это согласуется с моим предыдущим замечанием о планировании выходов в открытый космос, чтобы избежать солнечных вспышек. Попасть в солнечную вспышку только в скафандре было бы так же эффективно, как пытаться пройтись по солнцу в оловянной фольге и листьях.

Костюмы EVA должны соответствовать следующим требованиям:

• Стабильное внутреннее давление. Это может быть меньше, чем земная атмосфера, поскольку обычно скафандру не нужно нести азот (который составляет около 78% земной атмосферы и не используется телом). Более низкое давление обеспечивает большую мобильность, но требует, чтобы человек, находящийся в костюме, какое-то время дышал чистым кислородом, прежде чем перейти в это более низкое давление, чтобы избежать декомпрессионной болезни.

• Мобильность. Движению обычно противостоит давление костюма; подвижность достигается за счет тщательного проектирования суставов. См. раздел « Теории конструкции скафандра» .

• Подача пригодного для дыхания кислорода и удаление углекислого газа; эти газы обмениваются с космическим кораблем или основной системой жизнеобеспечения (PLSS).

• Регулировка температуры. В отличие от Земли, где тепло может передаваться в атмосферу путем конвекции, в космосе тепло может отдаваться только за счет теплового излучения или путем передачи к объектам, находящимся в физическом контакте с внешней стороной скафандра. Поскольку температура снаружи костюма сильно различается между солнечным светом и тенью, костюм хорошо изолирован, а температура воздуха поддерживается на комфортном уровне.

• Система связи с внешним электрическим подключением к космическому кораблю или PLSS.

• Средства сбора и содержания твердых и жидких телесных отходов (например, одежда с максимальной впитывающей способностью )

• Усовершенствованные костюмы лучше регулируют температуру космонавта с помощью одежды с жидкостным охлаждением и вентиляцией (LCVG), контактирующей с кожей космонавта, от которой тепло сбрасывается в космос через внешний радиатор в PLSS.

• Защита от ультрафиолета

• Ограниченная защита от излучения частиц

• Средства для маневрирования, стыковки, выпуска и / или привязки к космическому кораблю.

• Защита от небольших микрометеороидов, некоторые из которых движутся со скоростью до 27 000 километров в час, обеспечивается устойчивым к проколам тепловым микрометеороидом , который является самым внешним слоем костюма. Опыт показал, что наибольшая вероятность облучения возникает вблизи гравитационного поля луны или планеты, поэтому они были впервые использованы в лунных костюмах Аполлона для выхода в открытый космос.

Конкретно на ваш вопрос:

Какие компоненты космических лучей опасны? Какая защита используется для защиты от них, а также от проблем с температурой?

Радиация: частицы высокой энергии разрушают органическое вещество на фундаментальном уровне, разрывая цепи ДНК и убивая ткани. Воздействие значительно увеличивает риск того, что в течение жизни у подвергшегося воздействию человека разовьется какая-либо форма рака. Чтобы уменьшить воздействие, они иногда размещают корабль, чтобы использовать его в качестве дополнительной защиты от воздействия.

Несмотря на значительные усилия, риски рака и токсичности еще предстоит определить количественно: 1) необходимо лучше охарактеризовать природу и частоту вторичных тяжелых ионов, чтобы оценить их вклад в дозу и конечный биологический ответ; 2) разнообразие радиационного анамнеза каждого космонавта и влияние индивидуальной восприимчивости очень затрудняют любой эпидемиологический анализ для оценки опасностей, связанных именно с космическим радиационным облучением. 3) Цитогенетические данные несомненно показали, что воздействие космической радиации вызывает значительные повреждения клеток. Однако наши знания об основных механизмах, характерных для низких доз, повторных доз и адаптивного ответа, все еще недостаточны. Применение новых радиобиологических методов, таких как иммунофлуоресценция, и использование моделей тканей человека, отличных от крови, как фибробласты кожи, могут помочь в прояснении всех вышеперечисленных пунктов. (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21436608 )

Ряд параметров влияет на воздействие радиации на космонавтов . Эти параметры включают в себя конструкцию космического корабля, материалы, использованные для создания корабля, высоту и наклонение космического корабля, состояние электронных поясов внешней зоны, межпланетный поток протонов, условия геомагнитного поля, положение солнечного цикла и время начала выхода в открытый космос. и продолжительность.

Исследование НАСА показало:

Результаты EVARM показали, что дозы облучения в открытом космосе выше, чем внутри МКС, но незначительно. Кроме того, за этот период времени были зарегистрированы дозы во время повышенной геомагнитной активности (октябрь/ноябрь 2002 г.). Было установлено, что во время этого события дозы облучения участников ВКД были увеличены из-за повышенного уровня электронов на околоземной орбите. Эти электроны легко экранируются материалами космического корабля и поэтому не измеряются внутри МКС. К счастью, правильное позиционирование космического корабля может значительно уменьшить радиационное поле, возникающее во время миссий в открытом космосе.

Температура: Требование защиты здесь говорит само за себя. Костюм для МКС - низкая околоземная орбита (НОО), обычно покрывает от -250 ° F до +250 ° F для защиты человека. Это достигается за счет системы жидкостного охлаждения и вентиляции .