Az erő és a túlélés próbáinak világa olyan világ, ahol az emberek és a vas uralkodik. Az Ohio Közlekedési Kutatóközpont vizsgálati laboratóriuma egy jó hangár méretű visszhangzó csarnok. Szinte sehol nem ülhet, és a rendelkezésre álló ülések csupasz fém, kárpitozás nélkül. A szoba majdnem üres - csak egy középső temető szán van telepítve, és néhány mérnök védőszemüveget visel, állandóan felfelé és lefelé mozgatva, a kezében a bögrékkel. A szoba szinte minden színvilága narancssárga és piros foltokból áll - ezek figyelmeztető táblák és vészvillogók.
Az elhunyt szinte otthon néz ki. Visel (nevezzük "alanynak F") égszínkék alsónadrágot és inget - mintha a saját lakásában pihenne. Nagyon nyugodtan néz ki - mint egy igazi elhunytnak kellett volna. Visszahúzta a székét, karjait csípőre tette. Ha életünk lenne, most nagyon ideges lenne. Néhány óra múlva a sűrített levegő egy tölgytömb gyengéden nyomja meg a nehéz dugattyút közvetlenül az ülés alatt, amelyhez az F heveder van. Ugyanakkor a tesztelők képesek lesznek beállítani mind az ütés erejét, mind a szék helyzetét, attól függően, hogy egy adott kísérlet célja. Ma a mérnökök a NASA-nál dolgoznak az új Orion leszállókapszulával, szimulálva, hogyan esne le az űrből az óceánba. F úr űrhajós szerepét játszik ebben a kísérletben.
Visszatérő járművekben minden leszállás erővizsgálat. Az űrrepülőgéppel ellentétben, amelyet az Orion helyettesít az emlékeztető rakéta segítségével, az újbóli belépési kapszulának nincs szárnya vagy leszállási felszerelése. Nem az űrből származik - csak esik. (Ha Obama elnöknek sikerül bezárnia a Csillagkép Programot, az Orion kapszula egyetlen célja az lesz, hogy egyszerűen a földre essen, és mentőcsónakként fogják használni az ISS legénységének sürgősségi evakuálására.) Keringő pályán azonban a hatalom nem elegendő a leszállás lágyításához. Amikor a kapszula belép a felső légkörbe,széles és lapos fenekével lelassítja a fokozatosan sűrülő levegőt. A nagy húzásnak le kell lassítania a kapszula zuhanását olyan sebességre, amikor az ejtőernyőt kinyitni lehet attól tartva, hogy törni fog.
Humanoid próbabábu a Wright-Patterson légierő támaszpontjában. Ül egy ütközéses teszt szánban, amely utánozza az Orion kapszula ülésének alakját.
Ezután a kapszula simán leereszkedik az óceánba, és viszonylag enyhén lebeg a vízbe. Az ütés olyan lesz, mint egy kisebb közúti baleset - 2 és 3 g között, legfeljebb 7 g.
Az utolsó csapás enyhítésére választották a vízen történő leszállást, de itt is vannak nehézségek. Az óceán kiszámíthatatlan. Mi van, ha a leszállás pillanatában a kapszula oldalsó ütést kap egy magas hullám által? Kiderült, hogy utasai nemcsak a közvetlen függőleges eséssel járó túlterhelésekkel, hanem az oldalsó ütközésekkel és akár a fejjel lefelé eső védelemre is szükségesek.
Bármilyen trükköt az óceán is dob, meg kell bizonyosodnunk arról, hogy a kapszula legénysége biztonságban és biztonságban marad. Ennek érdekében itt, a kutatóközpontban, újra és újra felcsavaroznak speciális próbabábukat az ütköző próbapad szánján az Orion hajójának székein. A közelmúltban valódi holttesteket is használtak ezekben a kísérletekben. A szakképzett bábuk segítségével kapott információk nem elegendőek. Merev kialakításuk nagyon hasznos az elülső vagy oldalsó ütések elemzésében, ezért annyira népszerűek az autógyártók körében. Annak felmérése érdekében, hogy a kirakodás pillanatában befolyásolhatja-e a személy csontvázát vagy lágyszöveteit, nagyon kívánatos, hogy a kutatók kísérleteket végezzenek valódi emberi testekkel. A tudomány igényeihez adományozottak között találhatók. Az itt ismertetett kísérletek három szervezet közötti együttműködés eredményei: egy vizsgálati létesítmény, a NASA és az Ohio State University (OSU) Trauma Biomechanikai Kutatólaboratóriuma.
A NASCAR versenyén a 2009. április 26-i balesetek, mint Carl Edwards, jó példa arra, hogy mi vár az űrhajósokra, amikor az Orion kapszula keményen leszáll.
Promóciós videó:
Az élő és a halott
A halottakkal együttműködve a NASA alkalmazottai kissé kínosnak érzik magukat. A dokumentumokban nem használják a "holttest" szót. Ehelyett egy eufemizmust vezettek be a forgalomba - „posztumum emberi tárgy”. A halott testek ott kerülnek oda, ahol a tulajdonosok soha nem álmodtak arról, hogy eljutnak - a Challenger, Columbia, Apollo1 hajókra. A fiatalok azonban ezt sokkal könnyebben veszik figyelembe. Itt van két diák az F tárgy mellett, csevegve és kuncogva, miközben hosszú vezetékeket szétkapcsolnak az F alany csontjaiba közvetlenül felhelyezett tehercellákról. A szemük szerint ez a holttest egyfajta közbenső életterületen van. Ez már nem személy, hanem nem csak egy darab élettelen szövet. Olyan élõnek beszélnek róla, de nem úgy kezelnek, mintha fájdalmat tapasztalhatnának meg.
Az F alany most egy magas fémszékben ül a dugattyús dugattyúsínek mellett. Yun-Seok Kang, az OSU végzős hallgatója mögötte áll, és ékszerkulccsal rögzíti a karóra méretű elektronikus egységet közvetlenül a nyitott gerincébe. A dinamikus stresszérzékelőkkel együtt ezek az eszközök mérik a testre ható erőket az ütéskor. Kang kesztyűje fényes, zsírral. Nagyon sok itt van, mivel az ujjai csúsznak, Kang munkája nem megy jól. Több mint fél órát zavarja. Ugyanakkor a halott végtelenül nyugodt marad.
Tehát fel kell készülni a kiszámíthatatlan ütésekre bármilyen irányból - ennek a helyzetnek jó analógiája van - egy autóversenyen bekövetkező balesetre. 2009 áprilisában a NASCAR versenyző, Carl Edwards egy másik autóba zuhant, miközben 320 km / h sebességgel repült. Készüléke repült a levegőbe, és bukkant, mint egy jó szerencsét dobott érme. Ezután Edwards, mintha semmi sem történt volna, kiszállt a kocsiból, és gond nélkül elhúzta a helyszínt. Hogyan lehetséges ez? Idézzük egy cikket a Stapp Car Crash Journal-ból: "Minden a helyes méretű és szorosan körbefutó kokonóról szól a pilóta számára." Vigyázzunk a szavak választására - ez nem "ülés", hanem "kokonó". Az a személy, aki kiszámíthatatlan csapásoktól megmentette a feladatot, nem különbözik sokkal a törékeny váza csomagolásától a hosszú utazás reményében. Nem tudja megjósolni, hogy a rakodó melyik oldalán dobja a vázát hátulba,ezért minden oldalról védeni kell. Versenyautók esetén az üléseket minden pilóta számára mérésre készítik. Derékpánttal, két vállpánttal és egy melltartóval (a lábak között haladva) rögzítjük. A HANS (fej- és nyaktartó) rendszer megakadályozza a fej hirtelen előrehaladását, az ülés oldalán levő függőleges tartóhengerek pedig megakadályozzák, hogy a fej és a hátsó rész balra vagy jobbra ráncoljon.
A NASA nemrégiben a versenyautók ülésének használatát javasolta az Orion kapszula referenciájaként. Először, a versenyzők még mindig ülve ülnek, nem feküdnek. Az űrhajósok, különösen azok számára, akik már időt töltöttek a világűrben, ez nem a legjobb megoldás. A fekvő helyzet nem csak kevésbé veszélyes - biztosítja az eszméletvesztést is. Amikor felállunk, a lábaink vénái meghúzódnak, és megakadályozzák az összes vér áramlását. Ha egy űrhajós több hetet tölt nulla gravitációban, ezt a védelmi mechanizmust egyszerűen kikapcsolják. Itt van azonban egy másik probléma. "Helyeztük a versenyautó hátsó részét az ülőhelyre, beletette a teszt alanyát, és arra kértük, hogy álljon fel egyedül" - mondja Dustin Homert, a NASA legénységének túlélési szakértője. "A srác úgy érezte, hogy egy teknős fordult meg a hátán."
Aggodalmak adódtak még azért is, hogy a versenyeken, például a NASCAR-ban alkalmazott bonyolult biztonsági övrendszer jelentősen késleltetheti a kioldási eljárást, és az űrhajós nem tudná időben elhagyni az Orion kapszulát. Ennek a kérdésnek a megoldására Homert és munkatársai több kísérletet végeztek szokásos autóteszt-próbabábukat használva, csak fejtartó hevederekkel. Homert javasolta, hogy készítsek képeket arról, hogyan viselkednek ezek a próbababák, akik a szupermarketből szokásos ruhákba vannak öltözve. Szegény manöken! A videót lassítva görgetve, Homert elmagyarázza: „Itt a fej a helyén marad, és az egész test előrehalad. Már attól féltünk, hogy a próbabábu teljesen elrontódik. Kompromisszumként az egyszerűsített vállpántokkal rendelkező változatot választották.
És itt van egy újabb kihívás, amellyel az űrhajós szembesül. Az űrruhához csatolva van egy csomó tömlő - légcsatornák, csatlakozók, kábelek, kapcsolók és csatlakozók. Gondoskodnunk kell arról, hogy az űrruha kemény részei ne sértsék az űrhajós puha szöveteit kemény leszállás során. Ennek érdekében az "F" tárgyat egy ruha valamilyen imitációja öltöztette - sok különböző gyűrűt ragasztószalaggal ragasztottak hozzá a nyaka, a válla és a csípő különböző részeire. Ezeknek a gyűrűknek az volt a célja, hogy utánozzák a rugalmasságot vagy a ruhaba varrott varratokat. És még egy aggodalomra ad okot a tesztelők: az oldalon való leszállás esetén az űrruházat rugalmassági rendszerének egyik gyűrűje (amely az űrhajósnak elegendő mozgékonyságot biztosít) az oldalsó támasztóhengerrel nyugszik, és olyan erővel be lesz nyomva az űrhajós karjába, hogy akár csonttörés is lehetséges.
Az F tárgy leülése ütőszánra felszerelt székben nem könnyű. Képzelje el, hogy egy holt részeg barátot taxival szállít. Két diák támogatja az F csípőn, az egyik hátul. F fekszik felemelve, hajlított lábaival - az ember fekszik nagyjából ugyanúgy, ha a széke hirtelen megtört a hátsó lábain. A folyamatot John Bolt, az OSU Trauma Biomechanikai Laboratóriuma vezeti. A hallgatóknak kiabál: "Egy, kettő, három!" A dugattyú tolófej az "F alany" jobb oldalára, azaz a normál mozgás mentén van. Ez minden irányból a legveszélyesebb.
Amikor a nem biztonságos fej oldalirányban ingadozik, az agy a koponya belsejében lóg. Ez a nagyon finom anyag egy ilyen fújás során időszakonként összenyomódik és nyújtódik. A súlyos mellékhatás agyi sérülésekhez, vérzéshez, ödémához, végül kómához és halálhoz vezethet.
Hasonló dolgok történnek a szívvel. A vérrel teli szív súlya háromszáz gramm lehet. Rengeteg hely van körül, és oldalsó ütközéssel szabadon mozoghat az egyik oldalról a másikra, és az aortát ráncolhatja. Ha egy nehéz szív túl keményen húzza az aortát, elvonulhatnak egymástól. "Az aorta törése" - ez Homert ítélete.
És most az "F tárgy" kész. Felmentünk az emeletre, és megfigyeltük, mi történik a kezelőpanelen. A fénykék tenger felpattantak, és hangos sóhaj hallatszott. Semmi túl drámai. Mivel a sűrített levegő itt végez minden munkát, az ütőszán-teszt meglepően csendes, ütköző zaj nélkül. Ezen felül minden olyan gyorsan történik, hogy alig észrevesz valamit a szemével. Az egész folyamatot ultra-nagy képkockasebességgel filmezik. Ezután mindezt óvatosan meg lehet vizsgálni lassítva.
Megragadtunk a képernyőre. Az F alany karját a vállpánt alatt emelik - pontosan ott, ahol az extra mellkasi hevedert eltávolították. Úgy tűnik, hogy a kéznek van egy további ízülete, és ott hajlik, ahol a kéz nem hajlik meg. "Ez nem jó" - hallja valaki megjegyzése.
Az F alany 12-12 g találatot kapott. Pontosan ezen a ponton áll a súlyos sérülés szinte elkerülhetetlen. Az áldozat által elszenvedett kár összege nemcsak a csapás erősségétől, hanem az expozíció idejétől is függ. És maga a gyorsulás is függ a megálláshoz szükséges időtől. Ha mondjuk, egy autó egy falnak ütközés után hirtelen megáll, egy pillanat alatt a sofőr 100 g túlterhelésen megy keresztül. Ha ugyanazon autón gyűrött motorháztető van (és manapság ez a biztonsági funkció már nem ritka), akkor a fékezés idővel meghosszabbodik, és a csúcsterhelés, mondjuk, csak egy tucat g-ot fog elérni. Ez a lehetőség sok esélyt hagy a túlélésre.
A hallgatók az F tárgyat hordágyra helyezik, és a furgonba töltik. Az OSU Orvosi Központban beolvassa és röntgenfelvételeket készít. A kinyomtatások, a röntgenfelvételek, majd a boncolási eredmények megmutatják az ütés által okozott összes károkat, hozzájárulva az általános tudáshoz, amely segít a jövőbeli űrhajósoknak, hogy ne ismételjék meg az "F tárgy" sorsát űrhajójuk székén.
© 2010 Mary Roach. Kivonat a Packing forMars-ből: Az élet furcsa tudománya, amelyet a WWNorton 2010. augusztus 2-án tett közzé. Andrey Rakin fordította.
Mary Roach