Uzay giysisi nasıl çalışır: aslında tek kişilik bir uzay aracı

Uzay yürüyüşü görüntülerinde giysi, hacimli bir tulum gibi duruyor. Teknik olarak baktığınızda ise insan biçiminde, tek kişilik bir uzay aracı: kendi basıncı, kendi hava devresi, kendi ısı yönetimi ve kendi enerjisi olan kapalı bir sistem.

Çözmesi gereken altı problem

1. Basınç: boşlukta vücut sıvıları kaynama noktasına iner ve akciğerler çalışmaz. Giysi, içinde yaşanabilir bir basınç tutmak zorunda.
2. Oksijen ve karbondioksit: oksijen vermek yetmez; nefesle çıkan karbondioksitin sürekli temizlenmesi gerekir. Bunun için kimyasal emiciler ya da yenilenebilir yatak sistemleri kullanılıyor.
3. Isı: güneş gören yüzeyle gölgede kalan yüzey arasında yüzlerce derece fark var. Üstelik çalışan bir insan sürekli ısı üretiyor ve boşlukta bu ısıyı havaya veremiyor.
4. Radyasyon ve mikrometeorlar: katmanlı kumaş yapısı, hem küçük hızlı parçacıklara karşı bir tampon hem de kısmi bir kalkan oluşturuyor.
5. Hareket: şişirilmiş bir basınç kabını bükmek zordur. Eklem bölgeleri, basınç altında da bükülebilecek biçimde özel olarak tasarlanıyor.
6. Enerji, iletişim ve ihtiyaçlar: pil, telsiz, su ve atık yönetimi de sırt ünitesinde taşınıyor.

Basınç paradoksu ve ön solunum

En zarif tasarım kararı burada. Giysiyi kabin basıncında tutmak hareket etmeyi neredeyse imkânsız kılardı; bu yüzden giysinin içi çok daha düşük basınçta çalışır ve havası neredeyse saf oksijendir. Böylece akciğerlere yeterli oksijen gider ama kumaş aşırı gerilmez.

Bedeli dalgıçların bildiği bir sorun: basınç hızla düşerse kanda çözünmüş nitrojen baloncuk yapar, yani vurgun riski doğar. Çözüm, yürüyüş öncesi saatlerce saf oksijen solumak ve vücuttan nitrojeni atmak. Buna ön solunum deniyor ve bir uzay yürüyüşünün hazırlığının neden yarım gün sürdüğünü açıklıyor.

Soğutma: su dolaşan bir iç giysi

Astronot, giysinin altına ince borularla örülmüş bir iç giysi giyiyor. Bu borulardan dolaşan su, vücudun ısısını alıp sırt ünitesine taşıyor.

Isıyı atmak için kullanılan yöntem ustaca: suyun bir kısmı kontrollü biçimde boşluğa buharlaştırılıyor ve buharlaşma ısıyı beraberinde götürüyor. Yani sistem, uzayda havlu kurutma mantığıyla soğuyor. Bunun bir sınırı var — harcanan su, yürüyüş süresini belirleyen kalemlerden biri.

Eldiven: en zor parça

Giysi tasarımında en çok şikâyet edilen bölüm eldivenler. Basınç altında parmakları bükmek, her hareket için ek kuvvet gerektiriyor; uzun yürüyüşlerde el yorgunluğu, tırnak zedelenmesi ve kavrama gücünde ciddi kayıp görülüyor.

Bu yüzden uzayda kullanılan aletler büyük saplı, bağlanabilir ve tek elle çalışacak biçimde tasarlanıyor. Küçük vida çevirmek gibi basit işler, boşlukta saatler alabiliyor.

Yürüyüş öncesi ve sonrası

Bir uzay yürüyüşü, kapı açılmadan çok önce başlıyor: giysinin bedene uygun parçalarla kurulması, sistem kontrolleri, hava kilidinde basınç düşürme, araç dışı güvenlik bağlarının hazırlanması. Dönüşte giysi temizleniyor, filtreler yenileniyor ve bir sonraki kullanım için yeniden yapılandırılıyor.

Beden uyumu da pratik bir kısıt: istasyonda sınırlı sayıda ve sınırlı ölçüde giysi bulunuyor; bu, geçmişte planlanmış yürüyüşlerin değişmesine yol açmış bir konu.

Ay ve Mars giysileri neden farklı olmak zorunda

Yörüngede yapılan yürüyüşlerde astronot çoğunlukla tutunarak çalışıyor; yüzeyde ise yürümek, eğilmek ve toz içinde çalışmak gerekiyor. Üstelik iki yüzeyin tozu farklı sorunlar çıkarıyor:

• Ay tozu keskin ve aşındırıcı; contaları ve eklemleri yıpratıyor, giysiye yapışıp kabine taşınıyor.
• Mars tozu çok ince ve her yere giriyor; ayrıca atmosfer olduğundan termal denge ve basınç farkı başka bir denklem.

Mars’ta ek yük daha da ağır: iletişim gecikmesi nedeniyle yer kontrolünden anlık yardım alınamıyor ve radyasyon koruması yüzeyde de gerekiyor. Yolculuğun ve yüzeyin kısıtlarını Mars yazısında, radyasyon kaynaklarını uzay havası yazısında ele aldık.

Araştırılan alternatifler

Eklem zorluğunu azaltmak için iki yön üzerinde çalışılıyor: sabit hacimli, sert gövdeli giysiler ve vücudu kumaş gerginliğiyle sıkıştıran mekanik karşı basınç yaklaşımı. İkincisi teorik olarak çok daha hareketli bir giysi vaat ediyor, ama her bölgeye eşit basınç uygulamak ve eller gibi karmaşık bölgeleri çözmek henüz başarılamadı.

Yeni nesil giysilerde öne çıkan diğer başlıklar: daha geniş beden aralığı, arkadan giriş tasarımıyla hızlı giyme, toz dışarıda kalacak biçimde araca kenetlenme ve daha uzun süre dayanan karbondioksit temizleme sistemleri.

Uzay giysisi, insanı uzaya uyarlamaya çalışmıyor; insanın çevresinde bir metrekarelik bir Dünya taşıyor.