تاریخ انتشار : ۱۴۰۰/۰۳/۲۳ ساعت ۱۳:۰۶
کد مطلب : ۲۷۷۶۲۵
چرا لباس های فضایی ناسا بسیار گران هستند؟
گروه علمی: لباس‌های فضایی یکی از چیز‌هایی است که فناوری ساخت آن شبیه به فضاپیما‌ها بوده و زمان زیادی لازم است تا مدل‌های بیشتری از آن تولید و طراحی شوند.هزینه لباس فضایی فعلی ناسا بین ۱۵ تا ۲۲ میلیون دلار در سال ۱۹۷۴ گزارش شده است. ناسا از آن زمان تاکنون هیچ لباس اضافی برای ماموریت هایش نساخته و فقط ۴ لباس از آن زمان تاکنون باقی مانده است. از سال ۲۰۰۹، ناسا بیش از ۲۰۰ میلیون دلار در تولید لباس فضایی سرمایه گذاری و اخیراً از نمونه اولیه xEMU رونمایی کرده است. اما این سازمان هنوز خط تولیدی برای طراحی و تولید لباس فضایی ندارد.
چرا اینقدر طول کشیده تا لباس فضایی جدید ساخته شود و چه چیزی آن‌ها را بسیار گران کرده است؟
لباس‌های فضایی بسیار گرانند، زیرا سفینه‌های فضایی نیز بسیار پیچیه و گران قیمت هستند و باید به آن‌ها به شکل یک فضاپیما نگاه کنید نه یک لباس کار. لباس فضایی باید فضانورد را از خلأ فضا، تشعشعات ناشی از خورشید و سایر اجسام محافظت کند. لباس فضایی از فضانورد در مقابل ذرات سریع که تا ۱۸۰۰۰ مایل در ساعت در حال حرکت هستند و می‌توانند در لباس نفوذ کنند، محافظت کند. آن‌ها اکسیژن، ارتباطات، تله متری و هر چیز دیگری را که انسان برای زنده ماندن نیاز دارد، فراهم می‌کند و همه این موارد در یک فضاپیمای کوچک تعبیه شده که انسان در آن قرار می‌گیرد. اما لباس فضایی که ناسا در حال حاضر استفاده می‌کند بیش از ۴۰ سال قدمت دارد.
هجده مدل لباس برای برنامه شاتل فضایی در سال ۱۹۷۴ ساخته شده و در طراحی اولیه ۱۵ ساله خود بسیار زیاد کار کردند. از لباس شماره ۱ فقط برای صدور گواهینامه استفاده شد، در حالی که لباس دوم در هنگام آزمایش روی زمین از بین رفت. دو لباس در فاجعه چلنجر در سال ۱۹۸۶ از دست رفتند و دو لباس دیگر در فاجعه کلمبیا در سال ۲۰۰۳ نابود شدند. آخرین حادثه از دست دادن لباس فضایی مربوط به لباس شماره ۱۷ بود که در حین مأموریت بار SpaceX-۷ خراب شد. هزینه دقیق تعویض این مدل مخفی مانده، اما تخمین‌ها تا ۲۵۰ میلیون دلار هم می‌رسد. برای ۱۱ لباس باقیمانده، خسارت‌ها در حال افزایش است و هفت مورد از آن‌ها در مراحل مختلف بازسازی و نگهداری هستند و تنها چهار لباس فضایی آماده پرواز در ایستگاه فضایی بین المللی باقی مانده است.
ناسا حدود یک چهارم میلیارد دلار برای لباس فضایی xEMU را برای برنامه Artemis خود، که قصد دارد انسان‌ها را تا سال ۲۰۲۴ به سطح ماه ببرد، سرمایه گذاری کرده است. با نزدیک شدن سریع این هدف و کم شدن تعداد لباس‌های فضایی موجود، مهندسان ناسا با نوع جدیدی از مسابقه فضایی روبرو می‌شوند.در تولید لباس فوریت وجود دارد، نه تنها به دلیل اینکه تعداد لباس‌ها نسبتاً کم است، بلکه اجزای جداگانه‌ای که برای سالم نگه داشتن و حرکت رو به جلو لباس‌ها استفاده می‌شود نیز در حال کاهش است. یک مثال عالی از آن سنسور‌های دی اکسید کربن است. طرحی که لباس‌های فعلی دارند یک طرح قدیمی است که برخی از اجزای آن دیگر تولید نمی‌شوند. برخی از فروشندگانی که آن اجزا را می‌ساختند دیگر حتی وجود ندارند.
گران‌ترین اجزای لباس فضایی
گران‌ترین بخش لباس فضایی دستکش است. دستکش پیچیده‌ترین چیز است، زیرا فضانوردان برای انجام کار معنی دار در فضا به مهارت دستی نیاز دارند. فضای داخلی دستکش سیستمی از قرقره‌ها و رشته‌هایی است که به هم چسبیده اند. در قسمت بیرونی دستکش، سیستم رادیاتور‌های گرما وجود دارند که به فضانورد اجازه می‌دهد دستان خود را گرم نگه دارد.
کوله پشتی که روی لباس و در قسمت کمر انداخته می‌شود مجموعه‌ای کاملاً فشرده است که همه کار‌ها از جمله تنظیم درجه حرارت برای از بین بردن دی اکسید کربن و ایجاد فشار در داخل لباس را انجام می‌دهد، پس از دستکش، کوله پشتی گران‌ترین چیز است.
اما حتی این لباس‌های کاملاً مهندسی شده نیز می‌توانند اشتباه داشته باشند، در سال ۲۰۱۳، لوکا پارمیتانو، فضانورد آژانس فضایی اروپا گزارش داد که کلاه ایمنی او با آب پر شده و در مجموع، تقریباً ۱/۲ لیتر آب به داخل کلاه ایمنی او نشت کرد و او در حال خفه شدن وسط راهپیمایی پارمیتانو بود.
آیا سرمایه گذاری برای تولید لباس فضایی جدید مورد نیاز است؟
با توجه به اینکه ۵۰ سال پیش لباس فضایی مربوط به دوران آپولو ناسا به ۱۲ انسان اجازه می‌داد روی ماه قدم بزنند و با توجه به استفاده از لباس‌های دوره شاتل فضایی در بیش از ۲۰۰ پیاده روی فضایی، سزمایه گذاری روی تولید آن امری ضروری است و به آنچه ناسا از فضانوردان می‌خواهد انجام دهند بستگی دارد. قدم زدن در مریخ با قدم زدن روی ماه متفاوت است. خطرات مختلفی وجود دارد بنابراین وقتی این تکالیف را برای فضانوردان انتخاب می‌کنید، باید توجه داشته باشید، آیا می‌خواهید فضانورد بتواند راه برود، خم شود، چیز‌هایی را تحویل بگیرد یا اینکه چیزی را حمل می‌کند؟
یکی از طراحان لباس گفت: " برخی از اجزای سازنده و برخی از مفاهیم طراحی از نظر کمیت و توزیع اعضای خدمه متناسب با ارزش‌ها و انتظارات ما نیستند. من معتقدم که سرمایه گذاری روی لباس مناسب و ارزشمند است. تمام این دلار‌ها در اینجا در زمین خرج می‌شوند و آن‌ها از راه‌های دیگر به ما بازگردانده می‌شوند که در نهایت برای تمام بشریت و سودمند هستند. "
در تلاش برای توسعه فناوری با هزینه کمتر، ناسا اغلب مسابقاتی را برای طراحی لباس برگزار می‌کند، گاهی اوقات با طراحان و شرکت‌هایی که بیشترین تأثیر را در اینکار دارند، همکاری می‌کند. در چالش طراحی دستکش فضانورد در سال ۲۰۰۹، تد ساوت جایزه دوم ۱۰۰ هزار دلاری را کسب کرد. او و همسرش، نیکولای مویزیف، مهندس برجسته لباس فضایی روسیه، از طرح‌های خود برای شکل دادن Final Frontier Design استفاده کردند.
تد جنوبی، از طراحان همکار با ناسا گفت: "ما به عنوان یک شرکت طراحی حدود ۱۰ سال پیش تشکیل شدیم و تمام مدت با ناسا بر روی اجزای لباس EVA کار کردیم. ناسا بزرگترین مشتری ما است و ما نمونه‌های اولیه لباس، از جمله دستکش، آرنج بند، مجموعه شانه بند‌ها و قطعات را برای این لباس طراحی و تحویل داده ایم. اما فقط در دو سال گذشته، ما روی جمع کردن کل سیستم متمرکز شده ایم. شرکت ما قصد دارد لباس EVA خود را بسیار ارزان‌تر از لباس ناسا بسازد. "
تد در ادامه گفت: "ما قصد داریم لباس‌های سطح پرواز را با الزامات مشابه ناسا تحویل دهیم. لباس‌های ما با همان مواد لباس‌های ناسا ساخته می‌شوند. به طور سنتی، لباس فضایی بسیار گران است. من انتظار دارم که توسعه لباس فضایی ما در محدوده چند میلیون دلاری باشد، اما امیدوارم که سیستم EVA ما حدود ۲ میلیون دلار یا کمتر باشد. "
حتی اگر ناسا به طور رسمی قیمت واحد لباس جدید xEMU را منتشر نکرده باشد، اما می‌توان گفت هزینه‌های آن‌ها بسیار بیشتر خواهد بود.از طراحان لباس ناسا گفت: " اگر می‌خواستیم از طرح لباسی که امروز داریم استفاده کنیم، نسخه‌هایی تولید کنیم، معتقدیم که این هزینه برای ما در هر واحد ۱۵ تا ۲۵ میلیون دلار است. اما ما معتقدیم که طرحی که امروز با xEMU در حال توسعه آن هستیم نباید فقط در آن محدوده باقی بماند، در واقع ما معتقدیم که رقابت و نوآوری که ما پرورش داده ایم در واقع هزینه کمتری را برای هر واحد به دنبال خواهد داشت. "
هزینه لباس فضایی ناسا با سایر کشور‌ها چقدر تفاوت دارد؟
معادل روسی لباس EMU ، اورلان نامیده می‌شود. این شرکت مانند ناسا، چهار لباس مناسب نیز در ایستگاه فضایی دارد. اما ذخیره‌هایی هم دارد که در مرکز آموزش کیهان نورد در استار سیتی روسیه و مرکز فضایی جانسون در هوستون تگزاس نگهداری می‌شوند. به گفته نیکولای مویزیف که از معدود مهندسانی است که بر روی EMU آمریکا و Orlan روسیه کار می‌کند، بر خلاف ناسا، Roscosmos به طور مداوم نسل جدید لباس فضایی را توسعه داده است. مویزف شخصاً در توسعه پنج نسل لباس فضایی روسی شرکت کرد و تخمین می‌زند که ۲۴ واحد بین سال‌های ۱۹۹۷ و ۲۰۰۲ ساخته شده و ۲۴ واحد دیگر نیز بین سال‌های ۲۰۰۲ و ۲۰۱۹ و تا سال ۲۰۳۰ ساخته خواهد شد.
با توجه به اینکه فناوری روسی در چرخه توسعه مداوم قرار دارد و ناوگان EMU آمریکایی همچنان پیر می‌شود، فرصت‌های تجاری بیشتری در اختیار شرکت‌های خصوصی مانند Final Frontier قرار دارد تا بتوانند فن آوری‌های لباس فضایی را با قیمت پایین‌تر توسعه دهند. در سال ۲۰۱۷، ایلان ماسک لباس فضایی SpaceX IVA را رونمایی کرد. اگرچه این لباس مخصوص فقط برای استفاده در داخل فضاپیما است، اما کلاه ایمنی و لباس‌های سفارشی چاپ شده آن جلوه‌ای از آینده فضای تجاری دارد.
نیاز به تولید لباس فضایی ارزان‌تر وجود دارد یا اینکه کاوش فضا به طور اجتناب ناپذیری گران است؟
تد در این باره گفت: "من معتقدم جهان به لباس فضایی ارزان تری احتیاج دارد، زیرا به نظر من گسترش ماموریت‌های فضایی اجتناب ناپذیر است. ما باید از منابع فضا بهره ببریم تا سیاره خود را سالم و زنده نگه داریم؛ بنابراین، خواه لباس فضایی باشد یا فن آوری موشک یا وسایل زندگی در گرانش، همه این موارد برای آینده بشریت مهم هستند. "
چرا اینقدر طول کشیده تا لباس فضایی جدید ساخته شود و چه چیزی آن‌ها را بسیار گران کرده است؟
لباس‌های فضایی بسیار گرانند، زیرا سفینه‌های فضایی نیز بسیار پیچیه و گران قیمت هستند و باید به آن‌ها به شکل یک فضاپیما نگاه کنید نه یک لباس کار. لباس فضایی باید فضانورد را از خلأ فضا، تشعشعات ناشی از خورشید و سایر اجسام محافظت کند. لباس فضایی از فضانورد در مقابل ذرات سریع که تا ۱۸۰۰۰ مایل در ساعت در حال حرکت هستند و می‌توانند در لباس نفوذ کنند، محافظت کند. آن‌ها اکسیژن، ارتباطات، تله متری و هر چیز دیگری را که انسان برای زنده ماندن نیاز دارد، فراهم می‌کند و همه این موارد در یک فضاپیمای کوچک تعبیه شده که انسان در آن قرار می‌گیرد. اما لباس فضایی که ناسا در حال حاضر استفاده می‌کند بیش از ۴۰ سال قدمت دارد.
هجده مدل لباس برای برنامه شاتل فضایی در سال ۱۹۷۴ ساخته شده و در طراحی اولیه ۱۵ ساله خود بسیار زیاد کار کردند. از لباس شماره ۱ فقط برای صدور گواهینامه استفاده شد، در حالی که لباس دوم در هنگام آزمایش روی زمین از بین رفت. دو لباس در فاجعه چلنجر در سال ۱۹۸۶ از دست رفتند و دو لباس دیگر در فاجعه کلمبیا در سال ۲۰۰۳ نابود شدند. آخرین حادثه از دست دادن لباس فضایی مربوط به لباس شماره ۱۷ بود که در حین مأموریت بار SpaceX-۷ خراب شد. هزینه دقیق تعویض این مدل مخفی مانده، اما تخمین‌ها تا ۲۵۰ میلیون دلار هم می‌رسد. برای ۱۱ لباس باقیمانده، خسارت‌ها در حال افزایش است و هفت مورد از آن‌ها در مراحل مختلف بازسازی و نگهداری هستند و تنها چهار لباس فضایی آماده پرواز در ایستگاه فضایی بین المللی باقی مانده است.
ناسا حدود یک چهارم میلیارد دلار برای لباس فضایی xEMU را برای برنامه Artemis خود، که قصد دارد انسان‌ها را تا سال ۲۰۲۴ به سطح ماه ببرد، سرمایه گذاری کرده است. با نزدیک شدن سریع این هدف و کم شدن تعداد لباس‌های فضایی موجود، مهندسان ناسا با نوع جدیدی از مسابقه فضایی روبرو می‌شوند.در تولید لباس فوریت وجود دارد، نه تنها به دلیل اینکه تعداد لباس‌ها نسبتاً کم است، بلکه اجزای جداگانه‌ای که برای سالم نگه داشتن و حرکت رو به جلو لباس‌ها استفاده می‌شود نیز در حال کاهش است. یک مثال عالی از آن سنسور‌های دی اکسید کربن است. طرحی که لباس‌های فعلی دارند یک طرح قدیمی است که برخی از اجزای آن دیگر تولید نمی‌شوند. برخی از فروشندگانی که آن اجزا را می‌ساختند دیگر حتی وجود ندارند.
گران‌ترین اجزای لباس فضایی
گران‌ترین بخش لباس فضایی دستکش است. دستکش پیچیده‌ترین چیز است، زیرا فضانوردان برای انجام کار معنی دار در فضا به مهارت دستی نیاز دارند. فضای داخلی دستکش سیستمی از قرقره‌ها و رشته‌هایی است که به هم چسبیده اند. در قسمت بیرونی دستکش، سیستم رادیاتور‌های گرما وجود دارند که به فضانورد اجازه می‌دهد دستان خود را گرم نگه دارد.
کوله پشتی که روی لباس و در قسمت کمر انداخته می‌شود مجموعه‌ای کاملاً فشرده است که همه کار‌ها از جمله تنظیم درجه حرارت برای از بین بردن دی اکسید کربن و ایجاد فشار در داخل لباس را انجام می‌دهد، پس از دستکش، کوله پشتی گران‌ترین چیز است.
اما حتی این لباس‌های کاملاً مهندسی شده نیز می‌توانند اشتباه داشته باشند، در سال ۲۰۱۳، لوکا پارمیتانو، فضانورد آژانس فضایی اروپا گزارش داد که کلاه ایمنی او با آب پر شده و در مجموع، تقریباً ۱/۲ لیتر آب به داخل کلاه ایمنی او نشت کرد و او در حال خفه شدن وسط راهپیمایی پارمیتانو بود.
آیا سرمایه گذاری برای تولید لباس فضایی جدید مورد نیاز است؟
با توجه به اینکه ۵۰ سال پیش لباس فضایی مربوط به دوران آپولو ناسا به ۱۲ انسان اجازه می‌داد روی ماه قدم بزنند و با توجه به استفاده از لباس‌های دوره شاتل فضایی در بیش از ۲۰۰ پیاده روی فضایی، سزمایه گذاری روی تولید آن امری ضروری است و به آنچه ناسا از فضانوردان می‌خواهد انجام دهند بستگی دارد. قدم زدن در مریخ با قدم زدن روی ماه متفاوت است. خطرات مختلفی وجود دارد بنابراین وقتی این تکالیف را برای فضانوردان انتخاب می‌کنید، باید توجه داشته باشید، آیا می‌خواهید فضانورد بتواند راه برود، خم شود، چیز‌هایی را تحویل بگیرد یا اینکه چیزی را حمل می‌کند؟
یکی از طراحان لباس گفت: " برخی از اجزای سازنده و برخی از مفاهیم طراحی از نظر کمیت و توزیع اعضای خدمه متناسب با ارزش‌ها و انتظارات ما نیستند. من معتقدم که سرمایه گذاری روی لباس مناسب و ارزشمند است. تمام این دلار‌ها در اینجا در زمین خرج می‌شوند و آن‌ها از راه‌های دیگر به ما بازگردانده می‌شوند که در نهایت برای تمام بشریت و سودمند هستند. "
در تلاش برای توسعه فناوری با هزینه کمتر، ناسا اغلب مسابقاتی را برای طراحی لباس برگزار می‌کند، گاهی اوقات با طراحان و شرکت‌هایی که بیشترین تأثیر را در اینکار دارند، همکاری می‌کند. در چالش طراحی دستکش فضانورد در سال ۲۰۰۹، تد ساوت جایزه دوم ۱۰۰ هزار دلاری را کسب کرد. او و همسرش، نیکولای مویزیف، مهندس برجسته لباس فضایی روسیه، از طرح‌های خود برای شکل دادن Final Frontier Design استفاده کردند.
تد جنوبی، از طراحان همکار با ناسا گفت: "ما به عنوان یک شرکت طراحی حدود ۱۰ سال پیش تشکیل شدیم و تمام مدت با ناسا بر روی اجزای لباس EVA کار کردیم. ناسا بزرگترین مشتری ما است و ما نمونه‌های اولیه لباس، از جمله دستکش، آرنج بند، مجموعه شانه بند‌ها و قطعات را برای این لباس طراحی و تحویل داده ایم. اما فقط در دو سال گذشته، ما روی جمع کردن کل سیستم متمرکز شده ایم. شرکت ما قصد دارد لباس EVA خود را بسیار ارزان‌تر از لباس ناسا بسازد. "
تد در ادامه گفت: "ما قصد داریم لباس‌های سطح پرواز را با الزامات مشابه ناسا تحویل دهیم. لباس‌های ما با همان مواد لباس‌های ناسا ساخته می‌شوند. به طور سنتی، لباس فضایی بسیار گران است. من انتظار دارم که توسعه لباس فضایی ما در محدوده چند میلیون دلاری باشد، اما امیدوارم که سیستم EVA ما حدود ۲ میلیون دلار یا کمتر باشد. "
حتی اگر ناسا به طور رسمی قیمت واحد لباس جدید xEMU را منتشر نکرده باشد، اما می‌توان گفت هزینه‌های آن‌ها بسیار بیشتر خواهد بود.از طراحان لباس ناسا گفت: " اگر می‌خواستیم از طرح لباسی که امروز داریم استفاده کنیم، نسخه‌هایی تولید کنیم، معتقدیم که این هزینه برای ما در هر واحد ۱۵ تا ۲۵ میلیون دلار است. اما ما معتقدیم که طرحی که امروز با xEMU در حال توسعه آن هستیم نباید فقط در آن محدوده باقی بماند، در واقع ما معتقدیم که رقابت و نوآوری که ما پرورش داده ایم در واقع هزینه کمتری را برای هر واحد به دنبال خواهد داشت. "
هزینه لباس فضایی ناسا با سایر کشور‌ها چقدر تفاوت دارد؟
معادل روسی لباس EMU ، اورلان نامیده می‌شود. این شرکت مانند ناسا، چهار لباس مناسب نیز در ایستگاه فضایی دارد. اما ذخیره‌هایی هم دارد که در مرکز آموزش کیهان نورد در استار سیتی روسیه و مرکز فضایی جانسون در هوستون تگزاس نگهداری می‌شوند. به گفته نیکولای مویزیف که از معدود مهندسانی است که بر روی EMU آمریکا و Orlan روسیه کار می‌کند، بر خلاف ناسا، Roscosmos به طور مداوم نسل جدید لباس فضایی را توسعه داده است. مویزف شخصاً در توسعه پنج نسل لباس فضایی روسی شرکت کرد و تخمین می‌زند که ۲۴ واحد بین سال‌های ۱۹۹۷ و ۲۰۰۲ ساخته شده و ۲۴ واحد دیگر نیز بین سال‌های ۲۰۰۲ و ۲۰۱۹ و تا سال ۲۰۳۰ ساخته خواهد شد.
با توجه به اینکه فناوری روسی در چرخه توسعه مداوم قرار دارد و ناوگان EMU آمریکایی همچنان پیر می‌شود، فرصت‌های تجاری بیشتری در اختیار شرکت‌های خصوصی مانند Final Frontier قرار دارد تا بتوانند فن آوری‌های لباس فضایی را با قیمت پایین‌تر توسعه دهند. در سال ۲۰۱۷، ایلان ماسک لباس فضایی SpaceX IVA را رونمایی کرد. اگرچه این لباس مخصوص فقط برای استفاده در داخل فضاپیما است، اما کلاه ایمنی و لباس‌های سفارشی چاپ شده آن جلوه‌ای از آینده فضای تجاری دارد.
نیاز به تولید لباس فضایی ارزان‌تر وجود دارد یا اینکه کاوش فضا به طور اجتناب ناپذیری گران است؟
تد در این باره گفت: "من معتقدم جهان به لباس فضایی ارزان تری احتیاج دارد، زیرا به نظر من گسترش ماموریت‌های فضایی اجتناب ناپذیر است. ما باید از منابع فضا بهره ببریم تا سیاره خود را سالم و زنده نگه داریم؛ بنابراین، خواه لباس فضایی باشد یا فن آوری موشک یا وسایل زندگی در گرانش، همه این موارد برای آینده بشریت مهم هستند. "
پربينندهترين مطالب و خبرها
