Mercury

Galleri: klädd för rymdfärd

För första gången på över 20 år skall nya rymddräkter utvecklas av NASA. Det är ett led i det program som skall skicka människan till Mars och tillbaka till månen. Trots att astronauter arbetat i rymden i fem årtionden är utmaningarna enorma.

4 december 2009

För första gången på över 20 år skall NASA nu utveckla nya rymddräkter. Det rör sig om två typer av dräkter, av vilka den ena skall användas i det kommande rymdskeppet Orion och den andra typen på den planerade månbasen. I synnerhet måndräkten blir en teknisk utmaning, då vi nu vet hur nära de gamla Apollodräkterna var att kollapsa efter bara tre dagar på månen.

Dräkterna har ännu inte fått några officiella namn, men då hela projektet att återvända till månen genom att bygga Orionrymdskeppet och den nya raket-typen Ares går under namnet Constellation, kallas dräkterna ofta Constellation type 1 och 2. De företag som har fått uppgiften står inför två enorma utmaningar: det skall vara lätt att röra sig i dräkterna, men samtidigt ska i synnerhet månrymddräkten vara långtidshållbar. Rymddräkternas historia visar att inget av dessa båda krav är lätt att uppfylla.

Start, landning och under rymdpromenader

Även om rymddräkten är avgörande för människans vistelse i rymden och närmast har blivit en symbol för astronautlivet, bär en modern astronaut i själva verket rymddräkt bara vid start och landning samt under rymdpromenader. I det dagliga arbetet ombord på ISS, den internationella rymdstationen, har man vanliga kläder på sig, ofta T-shirt och shorts. Det är tur, för rymddräkter är besvärliga att bära, och de flesta astronauter undviker dem så gott det går.

Även om rymddräkter i dag bärs mer sällan, finns det ett skäl till att vi har haft dem sedan rymdålderns begynnelse, då de silverglänsande dräkterna fungerade nästan som rustningar på de första astronauterna. Man var alltid rädd för en läcka i rymdskeppet, så att kabinen snabbt skulle tömmas på luft och besättningen omkomma. Att denna oro inte var ogrundad visade olyckan med Sojuz 11 år 1971. Tre kosmonauter skulle återvända från rymdstationen Saljut 1, men de dog på grund av att det uppstod en läcka i kabinen, och att de inte bar rymddräkter.

Dräkten kom före rymdåldern

Vi har haft rymddräkter sedan långt innan de första rymdskeppen byggdes. Den första dräkten konstruerades möjligtvis så tidigt som 1931 av Jevgenij Tjertovskij i Sovjetunionen för att användas vid ballongflygningar högt uppe i stratosfären. När dräkten kom under tryck, blev ärmar och ben dock så stela att det var omöjligt att utföra något arbete. I väst konstruerades de första dräkterna runt 1933, även de för ballongflygningar. En av pionjärerna var en ballongflygare vid namn Mark Ridge, som fick ett brittiskt företag att lösa uppgiften genom att bygga om en befintlig dykardräkt. Dräkten var lufttät och beräknad att tåla höjder på upp till 35 kilometer.

Mark Ridge använde dock aldrig dräkten. Han kunde inte skaffa pengar till sina försök och hamnade till sist på mentalsjukhus. Kanske hade han tur, för en variant av dräkten användes 1936 av den engelske piloten Freddie Swain för att nå 15 kilometers höjd. Han var dock nära att kvävas och tvingades öppna sin hjälm med en kniv.

h3>Dräkter för flygning på hög höjd Amerikanerna inledde tillverkningen av tryckdräkter nästan samtidigt, och 1935 hade företaget Goodrich skapat en dräkt gjord av flera lager fallskärmssiden. Den hade en hjälm som liknade ett kakelugnsrör med en liten rund glaslucka. Dräkten användes flera gånger av piloten Wiley Post, som i sitt lilla propellerplan tio gånger nådde den då otroliga höjden av 15 kilometer. Under dessa flygningar upptäckte han jetströmmarna, som spelar en stor roll för flygtrafiken i dag.

Nu började det gå undan: det byggdes dräkter i Frankrike, Italien och Tyskland för att användas vid höghöjdsflygningar både med ballonger och flygplan. Tyskland nådde längst och hade vid krigets slut utvecklat den så kallade Draegerrymddräkten, som påminde om dräkter NASA sedermera gjorde. Det är inte omöjligt att dräkten skulle ha använts i den bemannade versionen av V-2-raketen, som aldrig hann byggas.

Med införandet av jetflygplanen efter kriget började militären på allvar få ett behov av pålitliga tryckdräkter till sina stridspiloter. Därför skedde under tiden 1945–1957, då rymdåldern inleddes, en intensiv utveckling, så när de första astronauterna valdes ut i Sovjet och USA 1959 hade man rymddräkterna i stort sett klara. Amerikanerna kunde dra nytta av Goodrichs erfarenhet av tryckdräkter för att till den amerikanska flottan utveckla en dräkt, som blev den direkta föregångaren till de första amerikanska astronauternas rymddräkt. Ryssarna hade å sin sida företaget Zvezda, som arbetat med tryckdräkter sedan 1952.

Alla skall bära räddningsdräkt

Som amerikanerna och otvivelaktigt även ryssarna upptäckte var det från tryckdräkter avsedda för piloter ett mycket stort steg till rymddräkter för astronauter. Utvecklingen har dock fått god hjälp på vägen av moderna konstmaterial som kapton, nylon och mylar. Tack vare de nya materialen och stor kreativitet har konstruktörerna kunnat utveckla de dräkter som krävs för att kunna arbeta i rymden och inte minst gardera sig mot de många problem som kan uppstå på dessa extremt människofientliga arbetsplatser. Astronauternas garderob består i dag av tre typer av dräkter, nämligen räddningsdräkten, rymdpro-menaddräkten och måndräkten.

Räddningsdräkter är bara avsedda att skydda mot ett plötsligt tryckfall i kabinen och hålla astronauterna vid liv tills rymdskeppet är säkert tillbaka på jorden. Alla astronauter bär räddningsdräkter vid uppskjutning och landning.

Den andra typen är de dräkter som är avsedda för rymdpromenader. Långt ifrån alla astronauter tränas för rymdpromenader. Det är en dyrbar extrautbildning, som sker i stora bassänger, där man simulerar det tyngdlösa tillståndet. Att utbilda sig för rymdpromenader kan sägas motsvara att ta en extra kurs i dykning. Dräkter för rymdpromenader är betydligt mer komplicerade och tyngre än räddningsdräkter, då de skall skydda bäraren mot den lufttomma rymden.

Slutligen är det måndräkterna, som hittills endast använts av tolv astronauter. Det är särskilda krav som ställs på rymddräkter, som skall fungera på månen och senare på Mars – inte minst på grund av allt det stoft som finns på de båda kloten. Det är först på senare år som man åter börjat titta närmare på hur man kan förbättra de gamla Apollorymddräkterna, innan man enligt planerna omkring 2020 återvänder till månen.

Stora krav på rymddräkter

Det krävs mycket av de rymddräkter som skall kunna användas utanför skeppet i den tomma rymden. De skall kunna upprätthålla ett stabilt tryck, säkerställa att bärarna kan röra armar, ben och i synnerhet fingrar, hålla en stabil inre temperatur både i solljus och i skugga samt skydda mot solens ultravioletta strålar och mot mikrometeorer.

För att göra dräkten rörlig undviker man ett alltför högt tryck. I de moderna rymddräkterna är trycket ofta mellan en tredjedels och en fjärdedels atmosfär. Det betyder också att man använder rent syre som andningsgas. Det har både för- och nackdelar. Fördelen är att man genom att inte använda kväve undviker dykarsjuka, om ett tryckfall skulle inträffa. Nackdelen är att astronauterna för att få ut allt kväve ur blodet är tvungna att andas rent syre i upp till ett par timmar, innan rymdvandringen börjar.

Rörligheten har alltid varit ett svårt problem, som ännu inte fått en optimal lösning. I den tomma rymden kommer dräkten av sig själv att blåsas upp som en ballong och bli helt stel och orörlig. Det undviker man delvis genom att bära tryckdräkten innerst och så att säga spärra in den i ett nätverk.

När en astronaut till exempel böjer en arm, klämmer han eller hon ihop dräkten i armbågsleden, och det betyder att luften där flyttas någon annanstans. Konstruktionen är så raffinerad att den så att säga kan flytta luftbubblor från ett ställe till ett annat i dräkten, men det är fortfarande svårt att röra i synnerhet fingrarna.

Underställ kyls ned med vatten

Dessa ansträngningar gör att astronauten snabbt blir så varm att han/hon löper akut risk att drabbas av värmeslag i sin rymddräkt. Därför har dräkten också utrustats med vattenkylda underkläder, i vilken vattnet genom fina rör leds runt hela kroppen. Vattnet absorberar överskottsvärme och leds till ryggsäcken, där värmen kan avges genom en värmeväxlare, innan det cirkulerar tillbaka igen.

För att skydda mot solens ultravioletta strålning är visiret belagt med ett tunt lager guldfolie, och hela dräkten är uppbyggd av många tunna lager, varav i synnerhet det yttersta kan stå emot både mikrometeorer och små bitar rymdskrot. Dessutom är rymddräkterna vita för att på bästa möjliga sätt reflektera solens strålning. Dräkterna kan klara temperaturer från –180 till +150 °C.

Går det hål på rymddräkten, medan astronauten är ute i rymden, svävar han eller hon i överhängande livsfara och kommer sannolikt att dö, men det sker inte direkt. Det tar några sekunder att reagera, och det kan betyda skillnaden mellan liv och död. I motsats till vad som ofta visas på film exploderar astronauten inte, och blodet börjar inte heller genast att koka.

Det första som sker är att hjärnan lider brist på syre, så att man förlorar medvetandet inom 10–15 sekunder. Samtidigt börjar saliven i munnen att avdunsta, och det kommer att kännas som en köldchock, då avdunstningen kräver värme. Efterhand börjar vattnet i kroppens celler också avdunsta, med resultatet att kroppen närmast frystorkas. Endast om astronauten snabbt kan komma in i rymdskeppet klarar han livhanken.

Läs också

PRENUMERERA PÅ ILLUSTRERAD VETENSKAPS NYHETSBREV

Du kan ladda ned ditt gratis specialnummer, Vår extrema hjärna, så snart du har beställt vårt nyhetsbrev.

Kanske är du intresserad av...

Hittade du inte vad du söker? Sök här: