Mercury

Kuvagalleria: Puku avaruuteen

Täydellistä avaruuspukua ei vielä ole keksitty, vaikka miehitettyjä lentoja on tehty jo yli 50 vuotta. Jotta suunnitellut matkat Kuuhun ja Marsiin voitaisiin toteuttaa, Nasa on nyt ensimmäisen kerran yli 20 vuoteen alkanut kehittää uusia pukuja.

perjantai 4. joulukuuta 2009

Nasa aikoo kehittää uusia avaruuspukuja ensimmäisen kerran yli 20 vuoteen. Toista uutta pukutyyppiä on määrä käyttää Orion-avaruusaluksessa ja toista Kuuhun suunnitellussa pysyvässä tukikohdassa. Erityisesti kuupuku on teknisesti haastava, koska nyt tiedetään, miten täpärästi vanhat Apollo-puvut kestivät Apollo 17 -astronauttien kolmipäiväisen kuukäynnin, joka on toistaiseksi pisin Kuussa vietetty aika.

Puvut eivät vielä ole saaneet virallisia nimiä, mutta niihin viitataan usein nimityksillä Constellation 1 ja 2. Constellation on yhdysvaltalaishanke, jossa tavoitellaan Kuuhun palaamista rakentamalla Orion-avaruusalus ja uusi Ares-rakettityyppi. Pukuja suunnittelevilla yrityksillä on edessään kaksi suurta haastetta: pukujen pitää olla sekä joustavia että erittäin kestäviä.

Puku päällä vain laukaisussa, laskeutumisvaihessa ja avaruuskävelyllä

Avaruuspuvun historia osoittaa, että kumpaakaan näistä vaatimuksista ei ole helppo täyttää. Vaikka avaruuspuvusta on tullut eräänlainen astronauttielämän symboli, nykyastronautit käyttävät sitä vain laukaisu- ja laskeutumisvaiheessa sekä avaruuskävelyillä. Päivittäisessä työssä kansainvälisellä avaruusasemalla ISS:llä riittävät tavalliset vaatteet, kuten T-paidat ja shortsit. Avaruuspuvuissa on hankalaa työskennellä, ja useimmat astronautit pyrkivätkin käyttämään niitä mahdollisimman vähän.

Alkuaikojen hopeanhohtoiset avaruuspuvut näyttivät lähinnä haarniskoilta. Syy pukujen käyttöön oli ennen kaikkea pelko avaruusalukseen tulevasta vuodosta. Sellaisen sattuessa hengitysilma loppuisi ja miehistö menehtyisi. Tällainen onnettomuus tapahtui vuonna 1971, kun kolme kosmonauttia oli palaamassa Saljut 1 -avaruusasemalta Sojuz 11 -aluksella. Aluksen hyttiin tuli vuoto, ja kosmonautit kuolivat, koska heillä ei ollut avaruuspukuja yllään.

Puku keksittiin jo ennen lentoja

Paineistettuja pukuja, joita voidaan pitää avaruuspukujen edeltäjinä, oli olemassa jo ennen kuin ensimmäiset varsinaiset avaruusalukset rakennettiin. Ensimmäisen tällaisen puvun suunnitteli vuonna 1931 Jevgeni Tšertovski Neuvostoliitossa. Sitä oli tarkoitus käyttää stratosfääriin suuntautuvilla kuumailmapallolennoilla. Puku ei kuitenkaan vastannut tarkoitustaan. Kun se altistui paineelle, hihoista ja housunlahkeista tuli niin jäykkiä ja kankeita, että niissä oli mahdotonta suoriutua lentäjän tehtävistä.

Pukuja pallolennoille

Lännessä ensimmäiset avaruuspukujen edeltäjät valmistettiin vuoden 1933 tienoilla, nekin pallolentoja varten. Yksi uranuurtajista oli lentäjä Mark Ridge, jonka tilauksesta brittiläinen sukellusalan yritys kehitti sukelluspuvusta avaruuspuvun. Puku oli täysin ilmatiivis, ja se oli suunniteltu kestämään jopa 35 kilometrin korkeus.

Ridge pääsi testaamaan pukuaan vain painekammiossa. Hän ei saanut rahoitusta hankkeilleen, joten hänen haaveilemansa korkeusennätys jäi saavuttamatta. Vuonna 1936 brittilentäjä Ferdie Swain käytti Ridgen puvusta kehitettyä muunnelmaa päästäkseen 15 kilometrin korkeuteen, mutta hän oli vähällä tukehtua ja onnistui nipin napin säilyttämään henkensä vain viiltämällä kypäränsä veitsellä halki.

Yhdysvalloissa Goodrich-yritys valmisti vuonna 1935 puvun, joka koostui useasta laskuvarjosilkkikerroksesta. Sen kypärässä oli pieni, pyöreä lasiluukku. Pukua käytti useita kertoja lentäjä Wiley Post, joka pienellä potkurikoneellaan nousi kymmenen kertaa tuolloin uskomattomana pidettyyn 15 kilometrin korkeuteen. Näillä lennoilla hän havaitsi suihkuvirtaukset, joilla on tärkeä merkitys nykyajan lentoliikenteessä.

Kehitys nopeutui. Painepukuja rakennettiin niin Ranskassa, Italiassa kuin Saksassakin. Niitä käytettiin pyrittäessä kuumailmapalloilla ja potkurikoneilla yhä korkeammalle. Saksassa päästiin kehityksessä pisimmälle: toisen maailmansodan lopulla saatiin valmiiksi Dräger-puku, joka muistutti jo paljon myöhempiä Nasan avaruuspukuja. Sitä oli ehkä tarkoitus käyttää V-2-raketin miehitetyn version lennolla, jota oli suunniteltu mutta joka jäi toteutumatta.

Kun sodan jälkeen otettiin käyttöön suihkukoneet, hävittäjälentäjille tarvittiin luotettavia painepukuja. Siksi kehitys oli kiivasta avaruusajan alkuaikoina vuosina 1945–1957. Kun ensimmäiset avaruuslentäjät valittiin tehtäviinsä Neuvostoliitossa ja Yhdysvalloissa vuonna 1959, avaruuspuvut olivat käytännössä jo valmiina. Yhdysvalloissa tukeuduttiin pitkälti Goodrich-yrityksen vuosien pituiseen kokemukseen painepuvuista. Neuvostoliitossa puolestaan Zvezda-niminen yritys oli työskennellyt painepukujen parissa vuodesta 1952.

Eri tilanteisiin tarvitaan eri puku

Avaruusajan alkuvuosina niin Yhdysvalloissa kuin Neuvostoliitossakin huomattiin pian, että lentäjien paineistetuista puvuista oli vielä matkaa avaruuslentäjien tarvitsemiin pukuihin. Kehitystä edistivät kuitenkin nykyaikaiset keinokuidut, kuten kapton, nailon ja mylar.

Uusia materiaaleja hyödyntämällä voitiin kehittää pukuja, jotka mahdollistivat avaruudessa työskentelyn ja suojasivat mahdollisimman monilta vaaroilta. Astronauttien vaatevarastossa onkin nykyisin kolmentyyppisiä pukuja: pelastus-, avaruuskävely- ja kuupukuja.

Pelastuspuvut on suunniteltu ainoastaan suojaamaan äkillistä hytin paineenlaskua vastaan ja pitämään astronautit hengissä siihen asti, kun alus on jälleen turvallisesti Maassa. Kaikki astronautit käyttävät pelastuspukua aluksen laukaisun ja laskeutumisen aikana.

Toista tyyppiä edustavat avaruuskävelyjä varten suunnitellut puvut.

Läheskään kaikki astronautit eivät saa avaruuskävelyihin tarvittavaa kallista erikoiskoulutusta. Koulutus järjestetään suurissa vesialtaissa, joissa voidaan kohtuullisesti jäljitellä painottoman tilan olosuhteita.

Avaruuskävelypuvut ovat paljon monimutkaisempia ja raskaampia kuin pelastuspuvut, koska niiden on määrä suojata astronauttia tyhjiöltä.

Kolmanneksi ovat vielä kuupuvut, joita tähän mennessä on käyttänyt vain 12 astronauttia. Suunnitellut lennot Kuuhun ja myöhemmin myös Marsiin asettavat puvulle erityiset vaatimuksensa esimerkiksi siksi, että molemmissa kohteissa on paljon pölyä. Vasta viime vuosina on jälleen alettu pohtia, miten vanhoja Apollo-pukuja voitaisiin parantaa ennen kuin vuoden 2020 tienoilla mahdollisesti palataan Kuuhun.

Puvun pitää selvitä paljosta

Avaruusaluksen ulkopuolella tyhjiössä käytettävän puvun pitää säilyttää vakaa paine ja lämpötila niin auringonvalossa kuin varjossakin sekä suojata Auringon ultraviolettisäteiltä ja mikrometeoreilta. Lisäksi on tärkeää, että astronautti voi joustavasti liikuttaa käsivarsiaan, jalkojaan ja erityisesti sormiaan.

Jotta avaruuspuvussa olisi helppo liikkua, on vältettävä liian kovaa painetta. Nykyisissä puvuissa paine on yleensä noin kolmas- tai neljäsosa normaalin ilmakehän paineesta. Tällöin hengitysilmana on käytettävä puhdasta happea. Siinä on etunsa ja haittansa: Kun ei käytetä typpeä, vältetään sukeltajantauti siinä tapauksessa, että paine laske jyrkästi. Toisaalta astronauttien on pakko hengittää puhdasta happea jo pari tuntia ennen avaruuskävelyä saadakseen kaiken typen pois verestään.

Avaruuspuvun joustavuus on aina tuottanut ongelmia eikä täydellistä ratkaisua ole keksitty vieläkään. Paineistettu puku pullistuu tyhjiössä kuin ilmapallo ja muuttuu jäykäksi. Koska sen kokonaistilavuus pyrkii pysymään samana, esimerkiksi hihan taivuttaminen vaatii astronautilta kovia ponnistuksia. Siksi avaruuspuvun paineistetussa osassa on lokero- ja venttiilirakenne ja nivelten kohdalla ”saranat”. Kun astronautti taivuttaa vaikkapa käsivarttaan, kyynärnivelen kohdalla oleva ilma siirtyy venttiileiden välityksellä hallitusti toisaalle puvun sisällä. Silti erityisesti sormien liikuttelu on yhä edelleen hankalaa.

Vesi jäähdyttää alusvaatteet

Kun astronautti joutuu ponnistelemaan tehdessään töitä avaruuspuku yllään, hänen ruumiinlämpönsä kohoaa helposti niin, että häntä uhkaa lämpöhalvaus. Siksi pukuun kuuluvat vedellä viilennetyt alusvaatteet, joissa vesi johdetaan ohuita putkia pitkin koko kehon ympäri. Vesi imee liian lämmön ja se johdetaan selkäreppuun, jossa vesi luovuttaa lämpönsä lämmönvaihtimessa ennen kuin se palaa uudelleen kiertoon.

Jotta puku suojaisi Auringon ultraviolettisäteiltä, kypärän silmikko on päällystetty ohuella kultakalvolla. Koko puku koostuu useista ohuista kerroksista, joista varsinkin uloin kestää sekä mikrometeorien että pienten avaruusromun kappaleiden iskut. Lisäksi puvut ovat valkoisia, jotta ne heijastaisivat mahdollisimman paljon Auringon valoa. Puvut kestävät aina 180 pakkasasteesta 150 plusasteeseen vaihtelevia lämpötiloja.

Jos pukuun tulee reikä astronautin ollessa avaruudessa, hän joutuu välittömään hengenvaaraan ja saattaa kuolla. Se ei kuitenkaan tapahdu aivan heti – aikaa reagointiin jää muutama sekunti.

Vaikka elokuvissa joskus niin esitetäänkin, astronautti ei räjähdä kappaleiksi eikä hänen verensä ala heti kiehua. Ensimmäiseksi aivoista loppuu happi, ja astronautti menettää tajuntansa 10–15 sekunnissa. Hänen suustaan alkaa haihtua sylkeä. Haihtuminen kuluttaa lämpöä ja syntyy eräänlainen kylmäšokki.

Vähitellen myös astronautin kehon soluissa oleva vesi alkaa haihtua, mikä tekee kehosta lähinnä pakastekuivatun. Vain jos astronautti pääsee hyvin nopeasti takaisin alukseen, hän saattaa selvitä uhkaavasta tilanteesta hengissä.

Lue tästä

Ehkä sinua kiinnostaa...

TILAA TIETEEN KUVALEHDEN UUTISKIRJE

Voit ladata ilmaisen erikoisnumeron, Uskomattomat aivot, heti, kun olet tilannut uutiskirjeen.

Etkö löytänyt, mitä etsit? Tee haku tästä: