Spēka un izdzīvošanas pārbaudījumu pasaule ir pasaule, kurā valda cilvēki un dzelzs. Ohaio transporta pētījumu centra testēšanas laboratorija ir laba angāra izmēra atbalsošanas zāle. Sēdēt gandrīz nekur nevar, un pieejamie sēdekļi ir no plikiem metāliem bez jebkādas apdares. Istaba ir gandrīz tukša - tikai vidusdaļā ir uzstādītas vienreizējas pārbaudes ragavas, un daži inženieri izmanto aizsargbrilles, nepārtraukti kāpjot augšup un lejup ar kafijas krūzes rokās. Gandrīz visu telpas krāsu shēmu veido oranži un sarkani plankumi - tās ir brīdinājuma zīmes un avārijas gaismas.
Mūsu mirušais izskatās gandrīz mājās. Viņš valkā (sauksim viņu par “priekšmetu F”) debeszilajās apakšbiksēs un bez krekla - it kā atpūšas savā dzīvoklī. Viņš izskatās patiešām dziļi atvieglots - kā vajadzētu būt īstam mirušajam. Viņš izpletās atpakaļ savā krēslā, mīkstās rokas uz gurniem. Ja mūsu F būtu dzīvs, viņš tagad būtu diezgan nervozs. Pēc pāris stundām saspiestais gaiss ar ozola bloka maigumu virzīs dūšīgo virzuli tieši zem sēdekļa, pie kura piestiprināts F. Vienlaikus testētāji varēs pielāgot gan trieciena spēku, gan krēsla stāvokli atkarībā no tā, uz ko tiek vērsts konkrētais eksperiments. Mūsdienās inženieri strādā NASA ar jauno Orion nosēšanās kapsulu, simulējot, kā tā varētu nokrist no kosmosa okeānā. F kungs šajā eksperimentā spēlē astronauta lomu.
Atkārtoti ielidojošos transportlīdzekļos katra nosēšanās ir izturības pārbaude. Atšķirībā no kosmosa atspoles, kuru Orion ir jāaizstāj ar savu pastiprinošo raķeti, šai atgriešanās kapsulai nav ne spārnu, ne nosēšanās rīku. Tas nenāk no kosmosa - tas vienkārši nokrīt. (Ja prezidentam Obama izdodas slēgt Constellation programmu, Orion kapsulas vienīgais mērķis būs vienkārši nokrist uz zemes, un tā tiks izmantota kā glābšanas laiva ISS apkalpes ārkārtas evakuācijai.) orbītā, tomēr viņu spēks nav pietiekams, lai mīkstinātu piezemēšanos. Kad kapsula nonāk augšējā atmosfērā,tā platais un plaknais dibens palēninās pakāpeniski sabiezējošo gaisu. Lielai vilkšanai vajadzētu palēnināt kapsulas krišanu līdz tādam ātrumam, kad izpletni būs iespējams atvērt, nebaidoties, ka tas salūzīs.
Humanoīdu pārbaudes manekena Raita-Pattersona gaisa spēku bāzē. Tas atrodas trieciena testa ragavās, kas imitē Orion kapsulas sēdekļa formu.
Pēc tam kapsula vienmērīgi nolaidīsies okeānā un salīdzinoši maigi kritīs ūdenī. Trieciens būs kā neliels ceļu satiksmes negadījums - no 2 līdz 3 g, maksimāli 7 g.
Tika nolemts nolaisties uz ūdens, lai mazinātu šo pēdējo triecienu, taču arī šeit ir grūtības. Okeāns ir neparedzams. Ko darīt, ja nolaišanās brīdī kapsula saņem sānu triecienu no augsta viļņa? Izrādās, ka tā pasažieriem nepieciešama aizsardzība ne tikai pret pārslodzēm, kas saistītas ar tiešu vertikālu kritienu, bet arī no sānu triecieniem un pat no kritiena otrādi.
Bet neatkarīgi no tā, kādu triku okeāns izmet, mums jābūt pārliecinātiem, ka kapsulas komanda ir droša un droša. Lai to izdarītu, šeit, pētniecības centrā, uz sitaminstrumentu pārbaudes platformas kamanām no Orion kuģa kuģa, atkal un atkal, tiek velmēti speciāli manekeni. Nesen šajos eksperimentos tika izmantoti arī īsti līķi. Informācija, kas iegūta ar specializētu manekenu palīdzību, ir nepietiekama. To stingrais dizains ir ļoti noderīgs, analizējot frontālos vai sānu triecienus, tāpēc tie ir tik populāri autoražotāju vidū. Bet, lai novērtētu, kā ietekme izkraušanas brīdī var ietekmēt cilvēka kaulu skeletu vai mīkstos audus, pētniekiem ir ļoti vēlams veikt eksperimentus ar īstiem cilvēku ķermeņiem. Tie ir atrodami starp tiem, kas ziedoti zinātnes vajadzībām. Šeit aprakstītie izmēģinājumi ir sadarbības rezultāts starp trim organizācijām: testēšanas iestādi, NASA un Ohaio štata universitātes (OSU) Traumas biomehānikas pētījumu laboratoriju.
Negadījumi NASCAR sacīkstēs, piemēram, Karla Edvarda notikumi 2009. gada 26. aprīlī, ir labs piemērs tam, kas gaida astronautus, kad Orion kapsula nolaidīsies smagi.
Reklāmas video:
Dzīvie un mirušie
Strādājot ar mirušajiem, NASA darbinieki jūtas mazliet neveikli. Viņi savos dokumentos nelieto vārdu "līķis". Tā vietā apritē tika laists eifēmisms - “posthumous cilvēka objekts”. Mirušie ķermeņi nonāk tur, kur to īpašnieki nekad nav sapņojuši nokļūt - uz kuģiem Challenger, Columbia, Apollo1. Tomēr jaunieši uz to raugās daudz vienkāršāk. Šeit ir divi studenti, kas atrodas blakus subjektam F, čatā un čaukst, kad viņi atvieno garos vadus no slodzes elementiem, kas uzstādīti tieši subjekta F kaulos. Viņu acīs šis līķis ir sava veida dzīves starpposmā. Tas vairs nav cilvēks, bet arī ne tikai nedzīvu audu gabals. Viņi runā par viņu kā par kaut ko dzīvu, bet neuzskata viņu par kaut ko tādu, kas spēj izjust sāpes.
Objekts F tagad sēž garā metāla krēslā blakus šoka virzuļa sliedēm. Yun-Seok Kang, OSU maģistrantūras students, stāv aiz muguras un izmanto kronšteina atslēgu, lai rokas pulksteņa izmēra elektronisko bloku ievietotu tieši viņa atvērtajā mugurkaulā. Šīs ierīces kopā ar dinamiskajiem stresa sensoriem mērīs spēkus, kas uz ķermeņa ietekmē triecienu. Kanga cimdi ir spīdīgi ar taukiem. Viņu šeit ir daudz, jo viņa pirksti slīd, Kanga darbs neiet labi. Viņš ir sajaucis apmēram pusstundu. Tajā pašā laikā mirušais vīrietis paliek bezgalīgi mierīgs.
Tātad, ir jāsagatavojas neparedzamiem sitieniem no jebkura virziena - šai situācijai ir laba analoģija - negadījums autosacīkstēs. 2009. gada aprīlī NASCAR sacīkšu braucējs Karls Edvards ietriecās citā automašīnā, lidojot ar ātrumu 320 km / h. Viņa aparāts lidoja gaisā un, trīcodams, kā uz labu veiksmi izmesta monēta, ietriecās sienā. Pēc tam Edvards, it kā nekas nebūtu noticis, izkāpa no automašīnas un bez jebkādām problēmām metās prom no notikuma vietas. Kā tas ir iespējams? Citējot Stapp automašīnu avāriju žurnāla rakstu: "Tas viss ir par pareiza izmēra un stingri apvelkamu kokonu pilotam." Pievērsīsim uzmanību vārdu izvēlei - tas saka nevis "sēdeklis", bet gan "kokons". Uzdevums izglābt cilvēku no neparedzamiem sitieniem daudz neatšķiras no uzdevuma - iesaiņot trauslu vāzi, rēķināties ar ilgu braucienu. Jūs nevarat paredzēt, kurā pusē iekrāvējs iemetīs jūsu vāzi aizmugurē,tāpēc tas ir jāaizsargā no visām pusēm. Sacīkšu automašīnās sēdekļi tiek izgatavoti tā, lai katrs pilots to izmērītu. Tas ir piestiprināts ar jostasvietas siksnu, divām plecu siksnām un krūšu siksnu (iet starp kājām). HANS (galvas un kakla atbalsta) sistēma neļauj galvai virzīties uz priekšu, un vertikālie atbalsta veltņi sēdekļa sānos neļauj galvai un mugurai raustīties pa kreisi vai pa labi.
NASA nesen iezīmēja sacīkšu automašīnu sēdekļu izmantošanu kā atsauci uz Orion kapsulu. Pirmkārt, braucēji joprojām brauc sēžot, nevis guļus stāvoklī. Astronautiem, īpaši tiem, kuri jau ir pavadījuši laiku kosmosā, tas nav labākais risinājums. Guļus stāvoklis ir ne tikai mazāk bīstams, bet arī nodrošina samaņas zudumu. Kad mēs piecelamies, kāju vēnas savelkas un neļauj asinīm plūst lejup. Ja astronauts vairākas nedēļas pavada nulles smaguma stāvoklī, šis aizsardzības mehānisms tiek vienkārši izslēgts. Tomēr šeit ir vēl viena problēma. “Mēs novietojām sēdekli no sacīkšu automašīnas aizmugurē, ielikām tajā testa subjektu un lūdzām, lai viņš pats pieceļas,” saka Dustins Homerts, NASA eksperts ekipāžas izdzīvošanas jautājumos. "Puisis jutās kā bruņurupucis apgāzies uz muguras."
Bija arī bažas, ka sarežģītā drošības jostu sistēma, kas tiek izmantota tādās sacīkstēs kā NASCAR, var ievērojami aizkavēt atbrīvošanas procedūru un astronauts nevarēs savlaicīgi atstāt Orion kapsulu. Lai risinātu šo problēmu, Homerts un kolēģi veica vairākus eksperimentus, izmantojot standarta automašīnu testa manekenus, izmantojot tikai galvas atbalsta siksnas. Homerts ieteica man nofotografēt, kā šie manekeni, tērpti parastā apģērbā no lielveikala, uzvedas. Nabaga manekeni! Ritinot video palēninātā kustībā, Homerts skaidro: “Šeit galva paliek savā vietā, un viss ķermenis virzās uz priekšu. Mēs jau baidījāmies, ka manekena tiks pilnībā sabojāta. Kā kompromiss tika izvēlēts variants ar vienkāršotām plecu siksnām.
Un šeit ir vēl viens izaicinājums, ar kuru saskaras astronauts. Viņa kosmētikai ir piestiprināts daudz šļūteņu - gaisa vadi, veidgabali, kabeļi, slēdži un savienotāji. Ir jāpārliecinās, ka kosmētikas cietās daļas cietā nosēšanās laikā nesabojās astronauta mīkstos audus. Šim nolūkam "priekšmets F" bija ģērbies sava veida kosmētikas imitācijā - daudzi dažādi gredzeni viņam tika līmēti ar līmlenti uz dažādām kakla, plecu un gurnu daļām. Šie gredzeni bija domāti, lai atdarinātu elastību vai uzvalkā sašūtās vīles. Un vēl viena problēma satrauc testētājus: nolaišanās gadījumā uz sāniem viens no kosmosa kostīma lokanības sistēmas gredzeniem (kas astronautam nodrošina pietiekamu kustīgumu) var balstīties pret sānu atbalsta veltni un ar tādu spēku iespiest to rokā, ka ir iespējams pat kaula lūzums.
Priekšmeta F sēdēšana krēslā, kas uzstādīts uz perkusijas kamanām, nav vienkārša. Iedomājieties, kā miris piedzēries draugs iekļūst taksī. Divi studenti atbalsta F uz gurniem, bet viens - aizmugurē. F atrodas ar noliektām kājām paceltām, - cilvēks melo apmēram tādā pašā veidā, ja pēkšņi viņa aizmugurē sabojājas krēsls. Procesu vada Džons Bolts, OSU Traumu biomehānikas laboratorija. Viņš kliedz studentiem: "Viens, divi, trīs!" Virzuļa virzulis ir vērsts uz "subjekta F" labo pusi, tas ir, pa parasto kustību. Tas ir visbīstamākais no visiem virzieniem.
Kad nenodrošinātā galva šūpojas no vienas puses uz otru, smadzenes apkaujas galvaskausa iekšpusē. Šī ļoti delikātā viela periodiski tiek saspiesta un izstiepta šāda trieciena laikā. Smaga sānu ietekme var izraisīt smadzeņu traumas, asiņošanu, edēmu un galu galā komu un nāvi.
Līdzīgas lietas notiek ar sirdi. Asins pilna sirds var nosvērt trīs simtus gramus. Apkārt ir daudz vietas, un sānu triecienā tas var brīvi šūpoties no vienas puses uz otru, stumjot aortu. Ja smaga sirds pārāk smagi velk uz aortu, viņi var izrauties viens no otra. "Aortas plīsums" - tāds ir Homerta spriedums.
Un tagad "priekšmets F" ir gatavs. Mēs devāmies augšstāvā, lai no vadības paneļa skatītos notiekošo. Uzliesmoja gaismas jūra un atskanēja skaļa nopūta. Nekas pārāk dramatisks. Tā kā saspiestais gaiss šeit veic visu darbu, trieciena ragavu pārbaude ir pārsteidzoši klusa, bez sadursmes trokšņa. Turklāt viss notiek tik ātri, ka jūs gandrīz neko nepamanāt ar savu aci. Viss process tiek filmēts ar īpaši augstu kadru ātrumu. Tad visu to var uzmanīgi izpētīt palēninātā kustībā.
Mēs pieķērāmies ekrānam. Objekta F roka tiek pacelta zem plecu siksnas - tieši tur, kur ir noņemta papildu krūškurvja siksna. Šķiet, it kā rokai būtu papildu locītava, un tā noliecas tur, kur roka nav paredzēta. "Tas nav labi," ir dzirdams kāda komentārs.
F objekts saņēma triecienu, kas atbilst 12-15 g. Tieši šajā līnijā nopietns savainojums ir gandrīz neizbēgams. Cietušā saņemtais zaudējumu apmērs ir atkarīgs ne tikai no sitiena spēka, bet arī no iedarbības laika. Un pats paātrinājums ir atkarīgs arī no laika, kas nepieciešams apstāšanai. Ja, teiksim, automašīna pēkšņi apstājas, atsitoties pret sienu, sekundes laikā vadītājs var pārdzīvot 100 g pārslodzi. Ja tai pašai automašīnai ir salocīts pārsegs (un šajās dienās šāda drošības funkcija vairs nav retums), laika gaitā bremzēšana tiek pagarināta, un maksimālā slodze sasniegs, teiksim, tikai desmit g. Šī opcija atstāj daudz iespēju izdzīvot.
Studenti novieto priekšmetu F uz nestuvēm un ievieto kravas furgonā. OSU medicīnas centrā tas tiks skenēts un rentgena. Izdrukās, radiogrāfijās un pēc tam autopsijas rezultātos tiks parādīti visi trieciena radītie postījumi, veicinot vispārējo zināšanu kopumu, kas palīdzēs nākamajiem astronautiem neatkārtot "priekšmeta F" likteni sava kosmosa kuģa krēslā.
© 2010 Marija Roach. Izraksts no iesaiņojuma forMars: The Curious Science of Life in the Void, publicēts WWNorton 2010. gada 2. augustā. Tulkojis Andrejs Rakins.
Marija Roach