Как почистить скафандр?

Jun 16, 2023

Стремление сделать космические путешествия более безопасными и менее вонючими.

Бен Гуарино | Опубликовано 7 августа 2023 г., 6:00 по восточному времени

Надежно запечатанные внутри Международной космической станции, космонавты одеваются так, чтобы им было комфортно и удобно. Их типичная одежда — рубашки с короткими рукавами и длинные брюки-карго — это обычная земная одежда, приобретаемая в розничных магазинах, включая Cabela's и Lands' End. Но астронавтам требуется исключительная одежда, когда они находятся за пределами МКС с климат-контролем. Массивные скафандры НАСА, по сути, представляют собой космический корабль, уменьшенный до человеческого размера. Они защищают пользователей от окружающей среды, температура которой колеблется от 250 градусов по Фаренгейту на солнце до минус 250 градусов в тени.

Внутри скафандров выходцы в открытый космос часто потеют, несмотря на охлаждающие трубки, отводящие тепло тела. Выход в открытый космос или выход в открытый космос может потребовать нескольких часов напряженного труда. Чтобы оставаться в тепле и под давлением, астронавтам также приходится носить многослойную одежду, в том числе внутреннюю облегающую одежду, похожую на длинное нижнее белье, которую они надевают повторно и даже делят. Ситуация еще более усложняется: на МКС нет стиральных машин. Поскольку вода очень ценна, стирка скафандра на орбите невозможна. Именно поэтому НАСА, Европейское космическое агентство (ЕКА) и другие организации попросили экспертов по текстилю изучить проблему биозагрязнения костюмов и разработать ткани, которые могли бы ее решить.

[По теме: Будущие астронавты и космические туристы смогут создать «вторую кожу», напечатанную на 3D-принтере]

Тяжелая работа в тяжелом снаряжении приводит к грязи. После имитационных выходов в открытый космос на Земле технические специалисты, которые помогают снимать скафандров-заместителей, научились отворачивать головы при первой расстегивании молнии, чтобы избежать неприятного запаха, говорит Гернот Гремер, директор Австрийского космического форума, исследовательской группы, которая проводит моделируемые астронавтические миссии. «Все видят эти красивые блестящие белые скафандры. Но никто не знает, чем пахнет на МКС». (Это не особенно приятно.)

Поскольку эти костюмы используются снова и снова, беспокойство выходит за рамки неприятных запахов и опасностей для гигиены и здоровья. Вероятность биозагрязнения, включающего человеческий мусор, бактерии и другие посторонние вещества, может ухудшиться по мере того, как космонавты будут путешествовать за пределы низкой околоземной орбиты для более длительных полетов на Луну.

«Постоянная стирка внутренних частей скафандров может оказаться непрактичной» в лунных средах обитания, говорит в своем заявлении инженер по материалам и технологиям ЕКА Малгожата Холинска. Это космическое агентство инвестирует в необычные способы поддержания чистоты скафандров, такие как химические антибиотики, вырабатываемые микробами.

Во время программы шаттлов НАСА, которая проходила с 1981 по 2011 год, скафандры были предназначены для использования в двухнедельных полетах. Но поскольку в конце 2000-х астронавты начали жить на МКС в течение более длительного периода времени, срок службы скафандров пришлось продлить до шести лет. Это означало, что микробы стали проблемой, которой раньше не было, говорит Эвелин Орндофф, инженер по текстилю из Космического центра имени Джонсона НАСА.

В ходе первой комплексной попытки НАСА решить проблему загрязнения скафандров более десяти лет назад Орндофф и ее коллеги оценили несколько готовых методов уничтожения микробов на ткани, включая Cupron и SilverClear. Они разрезали обработанный текстиль на квадраты размером два дюйма, поместили их в чашки Петри и вырастили на образцах несколько видов грибов и бактерий.

Типичная одежда астронавтов — это обычная земная одежда, приобретаемая в розничных магазинах, в том числе в Cabela's и Lands' End.

Некоторые ткани были пропитаны медью, обладающей впечатляющими антимикробными свойствами. Когда бактерии касаются элемента, это дестабилизирует их клеточные стенки и мембраны, делая микробы уязвимыми для повреждения ионами металла. Ученые НАСА также исследовали текстиль, обработанный серебром (также токсичным для микробов при контакте) и силиконом.

Наблюдая за грязью, которая росла на тканях в течение 14 дней, они обнаружили, что только одно соединение удерживает бактерии и грибки ниже целевых показателей, установленных программой НАСА «Созвездие» — ныне несуществующим планом лунных миссий, в которых скафандр использовался бы повторно. до 90 раз за шесть месяцев. Победителем стал раствор молекул серебра, используемый для дезинфекции больничных повязок и других тканей. Но ион металла слишком хорошо справился со своей задачей. «Это убивает все», — говорит Орндофф. Полная стерильность может вызвать даже больше проблем, чем грязь, поскольку людям нужна сбалансированная экосистема из миллионов микроорганизмов, чтобы поддерживать здоровье кожи и других органов.