Zakaj so lahko vesoljski sprehodi smrtno nevarni za astronavte

Raketoplan Discovery se je danes popoldne po srednjeevropskem času še zadnjič spustil na stezo Kennedyjevega vesoljskega centra na Floridi. Najstarejše plovilo Nasine vesoljske flote bodo po 39. poletu upokojili in poslali v muzej. Čeprav so potovanja ljudi in tovora na Mednarodno vesoljsko postajo (International Space Station – ISS) kljub številnim ponovitvam še vedno pravi tehnološki podvigi, se večina Zemljanov danes za to ne zmeni kaj dosti. Ko se je po površju Lune pred skoraj štirimi desetletji sprehodila zadnja človeška posadka (Apollo 17), je bilo to za ljudi na Zemlji precej bolj vznemirljivo. Astronavta sta se po površju našega naravnega satelita vozila s posebnim roverjem, v treh dneh, kolikor sta jih preživela na Luni, pa sta nabrala za skoraj 110 kilogramov raznih vzorcev. Čeprav se zdita izstrelitev in pristanek raketoplana povsem rutinska zadeva, pa sta to za posadko in kontrolo poleta še vedno najbolj stresna dogodka.


Tveganja pri vzletu
in pristanku

Tragediji raketoplanov Challenger (1986) in Columbia (2003) sta se zgodili pri vzletu oziroma pri vstopu v Zemljino atmosfero. Pri vzletu Challengerja je zaradi tesnila, ki je izgubilo prožnost, ušel plamen iz rakete, tako da je eksplodiralo gorivo. Raketoplan v vesolje spravita dve raketi na trdo gorivo, astronavti pa sedijo v plovilu, ki ga obdaja orjaški rezervoar s tekočim gorivom. To poganja tri motorje raketoplana, ki jih potrebuje le do pristanka na ISS, saj se na Zemljo vrne kot jadralno letalo s posebnim zaviralnim sistemom.

Vsaka okvara ali napaka ob vrnitvi na Zemljo je ravno tako lahko usodna za posadko. Ko raketoplan zapusti ISS na višini od 310 do 350 kilometrov, posadka najprej temeljito pregleda plovilo, da ne bi še tako neznatna poškodba toplotnega ščita ob vstopu v atmosfero, ko vročina močno preseže tisoč stopinj Celzija, povzročila vžiga raketoplana. Pri spuščanju proti Zemlji ima glavno vlogo računalnik. Ko dobi posadka dovoljenje za pristanek, raketoplan usmerijo tako, da sta glavna zaviralna motorja v smeri leta, astronavti pa v svojih sedežih visijo kot nekakšni netopirji. Plovilo mora s posebnim orbitalnim manevrskim sistemom OMS (Orbital Maneuvering System) zmanjšati hitrost z več kot 28.000 km/h, pri čemer je treba paziti, da padec ni prehiter in da je kot, pod katerim se približuje zemeljski atmosferi, ustrezen.


Pristanek z dvakratno hitrostjo potniškega letala

Ko zaviralna motorja ugasneta, avtomatski pilot usmeri raketoplan z nosom naprej, nato pa kot jadralno letalo z ogromno hitrostjo vstopi v atmosfero, kjer ga pred temperaturo, ki se povzpne tudi nad 1350 stopinj Celzija, varuje toplotni ščit. Plovilo še vedno vodi avtomatski pilot, ki z vrsto zavojev zmanjšuje hitrost, posadka pa začenja čutiti delovanje težnosti. Pilot vodi raketoplan le zadnjih nekaj minut, pri čemer je hitrost še vedno velika (proti pristajalni stezi se spušča dvakrat hitreje kot potniško letalo), nos pa je obrnjen navzdol pod kotom 19 stopinj vse do višine približno 600 metrov nad pristajalno stezo, ko pilot plovilo zravna. Po pristanku na stezi ga upočasni posebno zaviralno padalo.


»Koliko bo pa to še trajalo?«

Tudi vesoljski sprehodi, med katerimi astronavti v vesolju preživijo tudi po več kot osem ur, se zdijo danes že nekaj povsem običajnega. Vendar se med delom zunaj plovila oziroma ISS pogosto zgodi kaj nepredvidenega. Verjetno bomo v prihodnjih dneh izvedeli več podrobnosti o tem, kako se je počutil astronavt Stephen Bowen 28. februarja med prvim od dveh vesoljskih sprehodov, ko je debelih 20 minut čakal, da kolegi na ISS usposobijo robotsko roko, ki je med sprehodom odpovedala.

Približno dve uri po tistem, ko je veteran vesoljskih sprehodov Bowen (zanj je bil to že šesti tovrstni podvig, hkrati pa je edini astronavt, ki je v vesolje poletel dvakrat zapored, medtem ko je njegov kolega Benjamin Drew doživljal svoj sprehajalni krst in postal dvestoti človek, ki se je sprehodil po vesolju) izstopil iz zračne zapore ameriškega modula Quest, se je začelo zapletati. Astronavta sta najprej na modul Unity namestila podaljšek, potem pa sta se odpravila po pokvarjeno črpalko hladilnega sistema, ki so jo zamenjali lani avgusta.

Malo zatem, ko je Bowen vzel v roke črpalko, ki na Zemlji tehta 363 kilogramov, da bi jo prestavil v odlagalni zaboj na zunanji paleti za shranjevanje, je odpovedal računalniški sistem za vodenje kanadske robotske roke Canadarm2. Astronavta Scott Kelly in Mike Barratt, ki sta na ISS vodila robotsko roko, sta morala v sosednji modul, kjer sta pognala rezervni računalniški sistem, kar je trajalo dobrih 20 minut. Za človeka, ki je s črpalko v roki pripet na robotsko roko, se te minute gotovo precej vlečejo. Ko so Bowna iz nadzornega središča vprašali, kako se počuti, jim je odvrnil: »Dobro, če mi ne bo treba še dolgo čakati. Koliko bo pa to še trajalo?« Po 20 minutah je roka znova delovala, astronavta pa je zatem čakalo še dobre štiri ure dela.

Kako se počuti človek, naslonjen na steber robotske roke več kot tristo kilometrov nad Zemljo, medtem ko skupaj z ISS kroži okoli svojega planeta, vedo le redki. Nasin predstavnik za medije je novinarjem hitel pojasnjevati, da je bil zaplet za Bowna le »kratek odmor, ki ga je izkoristil za počitek na koncu robotske roke«. Drugi vesoljski sprehod, ki sta ga ista astronavta opravila 2. marca, je na srečo potekal brez zapletov.


Smrtno nevarni drobci vesoljskega odpada

Na astronavta, ki opravlja delo zunaj vesoljske postaje, preži kar nekaj nevarnosti. Mednarodna vesoljska postaja obkroži Zemljo v poldrugi uri s hitrostjo 7,7 kilometra na sekundo. Pri tem jo vztrajno vleče proti Zemlji, zato jo morajo nekajkrat na leto s spodnje meje 280 km z raketnimi motorji dvigniti na višino okoli 350 km. Hitrost okoli 8 km/s je enaka približno desetkratni hitrosti izstrelka. Kinetična energija zrnca peska je pri tej hitrosti enaka energiji naboja velikega kalibra. Strokovnjaki, ki se ukvarjajo s simulacijo in analizo trčenj v vesolju, pravijo, da je pogled na ploščo iz titana, ki jo je zadel droben delec vesoljskega prahu, nadvse zgovoren. Astronavt, ki bi ga zadel le drobec tako imenovanega vesoljskega odpada, kljub zaščitni obleki ne bi imel nobene možnosti.

Raznih drobcev, ki drvijo po nizki orbiti, kjer kroži ISS, je veliko. Drvijo pa tudi malce večji predmeti, tako imenovane vesoljske smeti. Leta 2008 smo na posnetku Nase lahko opazovali nenavaden prizor. Ameriški astronavtki Heide Stefanyshyn Piper je med vesoljskim sprehodom iz rok nepričakovano zdrsnila vrečka, v kateri so bile lopatke za odstranjevanje jeklenih drobcev, mokre krpe za čiščenje in tuba posebnega maziva. Stefanyshyn Piperjeva je lahko le nemočno opazovala, kako je njeno orodje odplavalo v vesolje. Kasneje so iz Nase sporočili, da je puščala tuba z mazivom, ki je iz vrečke kapnilo na njeno zaščitno obleko. Ko jo je hotela očistiti, se ji je vrečka zaradi debelih rokavic izmuznila iz rok.


Odslej muzejski eksponat

Discovery ne bo več poletel v vesolje. S posebej prirejenim letalom ga bodo odpeljali v Washington, kjer bo na ogled v Smithsonianovem muzeju. Preostala dva raketoplana (Atlantis in Endeavour) še čakata na zadnji polet proti ISS, po vrnitvi pa na morebitnega kupca, saj je Nasa sporočila, da sta plovili na prodaj. Cena je trenutno še 28 milijonov dolarjev, vendar naj bi jo kmalu znižali, saj kupci ne kažejo posebnega zanimanja.


*

Zgodovina vesoljskih sprehodov

Ko astronavt zapusti vesoljsko plovilo in se odpravi v vesolje, pravimo, da gre na vesoljski sprehod (spacewalk). Da ta izraz ni prav posrečen, je že pred leti povedal prvi švedski astronavt Christer Fuglesang, ki je dejal, da je vse skupaj bolj podobno športnemu plezanju. Za premikanje v vesolju namreč uporabljajo predvsem roke, je pa hoja po vesolju predvsem mentalni izziv, med katerim je potrebna popolna zbranost. Uradni izraz EVA (Extra-Vehicular Activity) pomeni delo, ki ga opravi astronavt v vesolju zunaj plovila.

Prvi vesoljski sprehajalec je bil ruski kozmonavt in dvojni heroj Sovjetske zveze Aleksej Arhipovič Leonov, ki je 18. marca 1965 zapustil plovilo Voshod 2. Leonov je iz plovila izstopil skozi izravnalno zračno zaporo in ostal zunaj 12 minut, privezan na dobrih 15 metrov dolgo vrv. Ob vrnitvi je povedal, da je imel težave s pritiskom v skafandru in se je še komaj vrnil v kapsulo. Skafander se je zunaj napihnil in otrdel, tako da se je pri vrnitvi zagozdil v izravnalno zračno zaporo, ki je imela premer 1,21 metra. Moral je znižati pritisk v skafandru, pri čemer je tvegal kompresijski šok, vendar se je na srečo vse dobro končalo.

Ameriški astronavt Edward H. White je 3. junija istega leta opravil vesoljski sprehod, ki je trajal kar dobrih 20 minut. Njegova obleka je dobro prestala preizkus, težave pa je imel z okvaro lopute pri zaskočnem zapahu, ki je odpiral in zapiral izravnalno zračno zaporo. Bruce McCandless se je leta 1984 kot prvi astronavt podal v vesolje neprivezan. Premikanje po vesolju mu je omogočil sistem MMU (Manned Maneuvering Unit), ki deluje na brizganje curkov dušika.

Steve Robinson pa je bil prvi astronavt, ki je leta 2005 vesoljski sprehod opravil zato, da je popravil okvaro. Pred vrnitvijo na Zemljo je posadka Discoveryja opazila, da je med keramičnimi izolacijskimi ploščicami na zunanji oblogi iz rež pogledalo aluminijasto tesnilno predivo. To je bil prvi polet po katastrofi Columbie, ki jo je povzročil prav med vzletom odlomljeni kos izolacijske pene. Ob vstopu v atmosfero je zaradi tega izbruhnil požar, v katerem je umrlo vseh sedem astronavtov. Robinson je tesnilno predivo odstranil brez težav.