Lumea testelor de forță și supraviețuire este o lume în care oamenii și fierul stăpânesc. Laboratorul de testare de la Ohio Transport Research Center este o sală ecologică de dimensiunea unui hangar bun. Nu este aproape nicăieri unde să stai, iar locurile disponibile sunt din metal gol, fără nici o tapițerie. Încăperea este aproape goală - doar o sanie pentru teste de bump instalată chiar la mijloc, și câțiva ingineri în ochelari de protecție, care se îndreaptă constant în sus și în jos cu cani de cafea în mâini. Aproape toată schema de culori a camerei este formată din pete portocaliu și roșu - acestea sunt semne de avertizare și lumini de urgență.
Defunctul nostru arată aproape acasă. Poartă (haideți să-i spunem „subiect F”) chiloți de culoare albastru-cer și fără cămașă - de parcă se relaxează în propriul apartament. El arată într-adevăr profund relaxat - așa cum ar trebui să aibă un adevărat decedat. Se întoarse înapoi pe scaun, cu mâinile șchiopate pe șolduri. Dacă F-ul nostru ar fi în viață, acum ar fi destul de nervos. După câteva ore, aerul comprimat va împinge pistonul puternic, cu tandrețea unui bloc de stejar, chiar sub scaunul de care este fixat F-ul. În același timp, testerii vor putea ajusta atât forța impactului, cât și poziția scaunului, în funcție de ce vizează un anumit experiment. Astăzi, inginerii lucrează pentru NASA cu noua capsulă de aterizare Orion, simulând modul în care aceasta ar cădea din spațiu în ocean. Domnul F joacă rolul unui astronaut în acest experiment.
În vehiculele de reintrare, fiecare aterizare este un test de rezistență. Spre deosebire de naveta spațială, care urmează să fie înlocuită de Orion cu racheta ei de rapel, această capsulă de reintrare nu are aripi sau niciun dispozitiv de aterizare. Nu vine din spațiu - doar cade. (Dacă președintele Obama atinge închiderea programului de constelație, singurul scop al capsulei Orion ar fi pur și simplu să cadă la sol și să fie folosit ca o barcă de salvare pentru evacuarea de urgență a echipajului ISS.) Această capsulă este echipată cu propulsoare care pot corecta cursul sau încetinește la ieșire. orbită, cu toate acestea, puterea lor nu este suficientă pentru a înmuia aterizarea. Când capsula intră în atmosfera superioară,fundul său lat și plat va încetini aerul cu îngroșare treptată. Tragerea mare ar trebui să încetinească căderea capsulei la acele viteze atunci când va fi posibilă deschiderea parașutei, fără teamă să se rupă.
O manechin de test umanoid la baza forței aeriene Wright-Patterson. Se află într-o sanie pentru test de impact care imită forma scaunului cu capsula Orion.
După aceea, capsula va coborî fără probleme în ocean și va flopa relativ ușor în apă. Impactul va fi ca un accident rutier minor - de la 2 la 3g, maxim 7g.
Pentru a atenua această ultimă lovitură, s-a ales aterizarea pe apă, dar și aici sunt dificultăți. Oceanul este imprevizibil. Ce se întâmplă dacă, în momentul aterizării, capsula primește un impact lateral dintr-un val înalt? Se dovedește că pasagerii săi au nevoie de protecție nu numai împotriva supraîncărcărilor asociate cu o cădere verticală directă, ci și împotriva impacturilor laterale și chiar împotriva căderilor în sus.
Dar orice truc ar arunca oceanul, trebuie să fim siguri că echipajul capsulelor rămâne în siguranță și solid. Pentru a face acest lucru, aici, în centrul de cercetare, manechine speciale sunt rostogolite iar și iarăși pe sania unei platforme de teste de percuție pe scaune de pe nava Orion. Recent, în aceste experimente au fost folosite și cadavre reale. Informațiile obținute cu ajutorul manechinelor specializate sunt insuficiente. Designul lor rigid este foarte util pentru analizarea impactului frontal sau lateral, motiv pentru care sunt atât de populare în rândul producătorilor auto. Dar, pentru a evalua modul în care impactul în momentul aterizării poate acționa asupra scheletului osos sau a țesuturilor moi ale unei persoane, este foarte de dorit ca cercetătorii să efectueze experimente pe corpuri umane autentice. Ele se regăsesc printre cele donate nevoilor științei. Studiile descrise aici sunt rezultatul unei colaborări între trei organizații: o instalație de testare, NASA și Laboratorul de cercetare în biomecanică a traumelor din Universitatea de Stat din Ohio (OSU).
Accidentele la cursele NASCAR, cum ar fi cel al lui Carl Edwards din 26 aprilie 2009, pot servi ca un bun exemplu despre ceea ce îi așteaptă pe astronauți când capsula Orion aterizează dur.
Video promotional:
Viii şi morţii
Lucrând cu morții, angajații NASA se simt puțin penibil. Nu folosesc cuvântul „cadavru” în documentele lor. În schimb, un eufemism a fost introdus în circulație - „obiect uman postum”. Trupurile moarte sfârșesc acolo unde proprietarii lor nu au visat să ajungă - pe navele Challenger, Columbia, Apollo1. Cu toate acestea, tinerii privesc acest lucru mult mai ușor. Iată doi studenți alături de Subiectul F, care discută și chicotesc, în timp ce dezleagă fire lungi din celulele de încărcare montate chiar în oasele subiectului F. În ochii lor, acest cadavru se află într-un fel de zonă intermediară a vieții. Aceasta nu mai este o persoană, dar nu doar o bucată de țesut neînsuflețit. Vorbesc despre el ca pe ceva animat, dar nu îl tratează ca pe un lucru capabil să experimenteze durere.
Subiectul F stă acum pe un scaun înalt de metal, lângă balustradele de șoc. Yun-Seok Kang, un student absolvent la OSU, stă în spatele său și folosește o cheie allen pentru a încadra o unitate electronică de tip ceas de mână chiar în coloana vertebrală deschisă. Împreună cu senzorii dinamici de tensiune, aceste dispozitive vor măsura forțele care acționează asupra corpului la impact. Mănușile lui Kang sunt strălucitoare cu grăsime. Există o mulțime de el aici, din cauza faptului că degetele alunecă, munca lui Kang nu merge bine. A fost încurcat de peste o jumătate de oră. În același timp, mortul rămâne infinit de calm.
Așadar, este necesar să vă pregătiți pentru lovituri imprevizibile din orice direcție - această situație are o analogie bună - un accident într-o cursă auto. În aprilie 2009, pilotul de la NASCAR, Carl Edwards, s-a prăbușit într-o altă mașină în timp ce zbura cu 320 km / h. Aparatul său a zburat în aer și, trântindu-se, ca o monedă aruncată pentru noroc, s-a prăbușit în perete. După aceea, Edwards, de parcă nu s-ar fi întâmplat nimic, a coborât din mașină și a plecat de la locul faptei fără probleme. Cum este posibil acest lucru? Pentru a cita un articol din Jurnalul de Crash Stapp: „Este vorba despre un cocon de dimensiuni corecte și bine înfășurat pentru pilot”. Să fim atenți la alegerea cuvintelor - se spune nu „scaun”, ci „cocon”. Sarcina de a salva o persoană de lovituri imprevizibile nu este cu mult diferită de sarcina de a împacheta o vază fragilă, mizând pe o călătorie lungă. Nu puteți prezice ce parte a încărcătorului va arunca vaza în spate,prin urmare, trebuie protejat de toate părțile. În mașinile de curse, scaunele sunt făcute pe măsură pentru fiecare pilot. Se fixează cu o curea de talie, două curele de umăr și o curea de sân (care trece între picioare). Sistemul HANS (suport pentru cap și gât) împiedică capul să tresară înainte, iar rolele de susținere verticale de pe părțile laterale ale scaunului păstrează capul și spatele să se bată la stânga sau la dreapta.
NASA a abandonat recent utilizarea scaunelor pentru mașini de curse ca referință pentru capsula Orion. În primul rând, călăreții încă merg pe șezut, nu înclinând. Pentru astronauți, în special cei care au petrecut deja ceva timp în spațiul exterior, aceasta nu este cea mai bună opțiune. Poziția mincinoasă nu este doar mai puțin periculoasă - ci asigură și pierderea cunoștinței. Când ne ridicăm în sus, venele din picioarele noastre se strâng și împiedică tot sângele să curgă în jos. Dacă un astronaut petrece câteva săptămâni în gravitație zero, acest mecanism de apărare este pur și simplu oprit. Cu toate acestea, există o altă problemă aici. „Am pus scaunul din mașina de curse pe spate, am pus subiectul testului în el și l-am rugat să se ridice de unul singur”, spune Dustin Homert, expertul de supraviețuire a echipajului NASA. "Tipul a simțit ca o broască țestoasă întoarsă pe spate."
Au existat, de asemenea, îngrijorari că sistemul complex de centuri de siguranță utilizat în curse precum NASCAR ar putea întârzia în mod semnificativ procedura de eliberare și astronautul nu va putea părăsi capsula Orion la timp. Pentru a rezolva această problemă, Homert și colegii săi au efectuat mai multe experimente folosind manechine de testare auto standard folosind doar curele de susținere a capului. Homert mi-a sugerat să fac poze cu cum se comportă acești manechini, îmbrăcați în haine obișnuite din supermarket. Săraci manechine! Parcurgând videoclipul în mișcare lentă, Homert explică: „Aici capul rămâne pe loc și întregul corp înaintează. Ne era deja teamă că manechinul va fi complet stricat . Ca un compromis, a fost aleasă o variantă cu curele de umăr simplificate.
Și iată o altă provocare cu care se confruntă astronautul. Atașat la costumul său spațial sunt o grămadă de furtunuri - conducte de aer, fitinguri, cabluri, întrerupătoare și conectori. Este necesar să vă asigurați că părțile dure ale spațiului spațial nu vor deteriora țesuturile moi ale astronautului în timpul unei aterizări dure. Pentru aceasta, „subiectul F” era îmbrăcat într-un fel de imitație a unui costum spațial - multe inele diferite erau lipite de el cu bandă adezivă pe diferite părți ale gâtului, umerilor și șoldurilor. Aceste inele aveau menirea de a imita flexibilitatea sau cusăturile cusute în costum. Și încă o preocupare îi îngrijorează pe testeri: în caz de aterizare pe partea sa, unul dintre inelele sistemului de flexibilitate al spațiului spațial (care asigură astronautului o mobilitate suficientă) se poate sprijini de rola de susținere laterală și poate apăsa în braț cu o astfel de forță încât chiar și o fractură osoasă este posibilă.
Așeza subiectul F pe un scaun montat pe o sanie de percuție nu este ușor. Imaginați-vă că ați luat un prieten mort mort într-un taxi. Doi studenți sprijină F pe șolduri, iar unul pe spate. F se află cu picioarele îndoite ridicate, - o persoană se află aproape în același fel dacă scaunul i se rupe brusc în picioarele posterioare. Procesul este condus de John Bolt, Laboratorul de Biomecanică pentru Trauma al OSU. El strigă studenților: "Unu, doi, trei!" Împingătorul cu pistoane este orientat spre partea dreaptă a „subiectului F”, adică de-a lungul mișcării normale. Aceasta este cea mai periculoasă dintre toate direcțiile.
Când capul nesecurizat se învârte dintr-o parte în alta, creierul se învârte în interiorul craniului. Această substanță foarte delicată suferă compresie periodică și întindere în timpul unei astfel de lovituri. Un impact secundar sever poate duce la vătămări cerebrale, hemoragie, edem și, în cele din urmă, comă și moarte.
În inimă se întâmplă lucruri similare. O inimă plină de sânge poate cântări trei sute de grame. Există o mulțime de spații în jur și, într-un impact lateral, se poate balansa liber dintr-o parte în alta, stânjind aorta. Dacă o inimă grea trage prea tare de aortă, se pot îndepărta unul de celălalt. „Ruptura aortei” - acesta este verdictul lui Homert.
Și acum „subiectul F” este gata. Am urcat la etaj să vedem ce se întâmplă din panoul de control. O mare de lumini a izbucnit și a auzit un suspin puternic. Nimic prea dramatic. Deoarece aerul comprimat lucrează aici, testul cu sania de impact este surprinzător de liniștit, fără zgomot. În plus, totul se întâmplă atât de repede încât abia observi ceva cu ochiul tău. Întregul proces este filmat la o rată de cadru ultra-înaltă. Apoi, toate acestea pot fi examinate cu atenție în mișcare lentă.
Ne-am agățat de ecran. Brațul subiectului F este ridicat sub cureaua de umăr - exact acolo unde a fost îndepărtată cureaua suplimentară pentru piept. Se pare că mâna are o articulație suplimentară și se îndoaie acolo unde mâna nu trebuie să se îndoaie. „Acest lucru nu este bine”, se aude comentariul cuiva.
Subiectul F a primit o lovitură corespunzătoare 12-15g. Aceasta este tocmai linia în care vătămarea gravă este aproape inevitabilă. Cantitatea daunelor primite de către victimă depinde nu numai de forța loviturii, ci și de momentul expunerii. Iar accelerația în sine depinde și de timpul necesar pentru oprire. Dacă, să zicem, o mașină se oprește brusc după ce a lovit un perete, într-o fracțiune de secundă șoferul poate trece prin supraîncărcări de 100 g. Dacă aceeași mașină are o capotă sfărâmată (și în aceste zile o astfel de caracteristică de siguranță nu mai este o raritate), frânarea este prelungită în timp, iar sarcina maximă va atinge, să zicem, doar zece g. Această opțiune lasă multe șanse să supraviețuiască.
Elevii plasează subiectul F pe o targă și se încarcă într-o dubă. La OSU Medical Center, acesta va fi scanat și radiografiat. Imprimarea, radiografiile și apoi rezultatele autopsiei vor arăta toate pagubele cauzate de impact, contribuind la corpul general de cunoștințe care va ajuta viitorii astronauți să nu repete soarta „subiectului F” pe scaunul navei lor spațiale.
© 2010 Mary Roach. Extras din Packing forMars: The Curious Science Of Life in the Void, publicat pe 2 august 2010 de WWNorton. Tradus de Andrey Rakin.
Mary Roach
