كيف تحافظ على نظافة "الملابس الداخلية" المشتركة؟

يُعد السير في الفضاء من أبرز الأحداث في مسيرة أي رائد فضاء. ولكن هناك جانبًا سلبيًا: ارتداء بدلة الفضاء الخاصة بك يعني مشاركة بعض الطبقات السفلية التي تم ارتداؤها سابقًا. تبحث دراسة جديدة لوكالة الفضاء الأوروبية عن أفضل السبل للحفاظ على هذه العناصر نظيفة وصحية بينما يغامر البشر بالذهاب إلى القمر وما بعده.

خلال عصر مكوك الفضاء ، تم إصدار "وحدة التنقل الخارجية" لكل رائد فضاء ، وهو المصطلح الرسمي لبدلة الفضاء. لكن أطقم العمل على متن محطة الفضاء الدولية تحولت إلى المشاركة في البدلات ، مع تجميع أجزاء مختلفة الأحجام معًا لتناسب أي سائر في الفضاء.

رائد فضاء وكالة الفضاء الأوروبية ، توماس بيسكيت ، يرتدي بدلة الفضاء الخاصة بوحدة التنقل الخارجية (EMU) ، مع ظهور ملابس التبريد والتهوية بالسائل. ارتدى توماس فحص ملاءمة البدلة الفضائية في مقالة اختبار غرفة معادلة الضغط بمحطة الفضاء (SSATA) في مختبر أنظمة الطاقم في مركز جونسون للفضاء التابع لناسا في سبتمبر 2020 ، قبل مهمته الاستكشافية 65 إلى محطة الفضاء الدولية. الائتمان: ناسا روبرت ماركويتز

أول عنصر يرتديه السائرون في الفضاء هو حفاضات "الملابس ذات الامتصاص الأقصى" (التي تستخدم لمرة واحدة) ، ثم "الملابس الداخلية الحرارية المريحة" الخاصة بهم ، تليها ملابس التبريد والتهوية السائلة التي تشبه الملابس الداخلية الطويلة (LCVG). يرتدي LCVG بجانب الجلد ، وهو يشتمل على أنابيب تبريد سائلة وتهوية غازية للحفاظ على مرتديها باردًا ومريحًا أثناء المجهود البدني المستمر في الفراغ الشاق.

ولكن يتم إعادة استخدام LCVG من قبل رواد الفضاء المختلفين جنبًا إلى جنب مع بدلات الفضاء أنفسهم. من المتوقع أن تنمو إعادة الاستخدام هذه بمجرد إنشاء أطقم على متن البوابة في وقت لاحق من هذا العقد ، وهي محطة فضائية دولية جديدة في مدار حول القمر.

مع وضع مثل هذه المشاركة طويلة الأجل في الاعتبار ، بدأت ESA مشروعًا جديدًا يسمى "تقنية الطلاء المتقدمة للمبيدات الحيوية لتقليل النشاط الميكروبي ،" أو BACTeRMA لفترة قصيرة.

رائد فضاء وكالة الفضاء الأوروبية ، توماس بيسكيت ، يحاول ارتداء بدلة فضاء. تصنع القفازات للقياس ويمكن ضبط الساقين والذراعين حسب الرغبة ، لكن الجذع صلب ويتوفر فقط بثلاثة أحجام: M و L و XL. تم التقاط هذه الصورة في مرفق تدريب Sonny Carter - مختبر بدلة طاقم الطيران التابع لمركز جونسون للفضاء التابع لناسا. الائتمان: ناسا روبرت ماركويتز

يوضح مالغورزاتا هولينسكا ، مهندس المواد في وكالة الفضاء الأوروبية ، أن "المنسوجات المستخدمة في رحلات الفضاء ، خاصة عندما تتعرض للتلوث البيولوجي - على سبيل المثال ، الملابس الداخلية ذات البدلات الفضائية - قد تشكل مخاطر هندسية وطبية أثناء الرحلات الطويلة".

"نحن ندرس بالفعل المواد المرشحة لطبقات بدلات الفضاء الخارجية ، لذا فإن مشروع تطوير التكنولوجيا المبكر هذا مكمل مفيد ، حيث يبحث في جزيئات صغيرة قاتلة للبكتيريا والتي قد تكون مفيدة لجميع أنواع منسوجات الرحلات الفضائية ، بما في ذلك التصميمات الداخلية لبدلات الفضاء."

انطباع الفنان عن بوابة القمر. مسار طيرانه عبارة عن مدار إهليلجي للغاية حول القمر - مما يجعله قريبًا نسبيًا من سطح القمر ولكنه أيضًا بعيدًا مما يسهل التقاط رواد الفضاء والإمدادات من الأرض - في رحلة تستغرق خمسة أيام تقريبًا. الائتمان: ESA

ويضيف كريستوف لاسور ، أخصائي دعم الحياة في وكالة الفضاء الأوروبية: “تعتبر النظافة دائمًا مصدر قلق على متن محطة الفضاء الدولية. يرتدي رواد الفضاء ملابسهم في أيام متناوبة ثم يتم التخلص منها في النهاية - محترقة داخل المركبة الفضائية العائدة. ولكن هناك بعض العناصر والأسطح التي يجب مشاركتها ".

تتمثل الطريقة القياسية لمنع التلوث البيولوجي في استخدام المواد المضادة للميكروبات مثل الفضة أو النحاس ، والتي تؤدي أيوناتها في وجود الأكسجين أو الماء إلى تعطيل العمل الطبيعي لعلم وظائف الأعضاء الميكروبي.

مسح عرض المجهر الإلكتروني لمنسوجات الاختبار. الائتمان: OeWF

"المشكلة هي أن استخدامها على المدى الطويل يمكن أن يثير تهيج الجلد ، في حين أن المعادن نفسها قد تشوه بمرور الوقت ،" توضح سيدا أوزدمير فريتز باكتيرما ، العالمة في مشروع منتدى الفضاء النمساوي (Österreichisches Weltraum Forum / OeWF) ، المقاول الرئيسي للمشروع .

لتوفير بديل ، نتعاون مع مختبر المنسوجات في فيينا. لديهم وصول حصري إلى مجموعة فريدة من نوعها للجراثيم. هذه الكائنات الدقيقة تنتج ما يسمى المستقلبات الثانوية. عادة ما تكون هذه المركبات ملونة ، وبعضها يحمل خصائص متعددة: مضادات الميكروبات ، ومضادات الفيروسات ، ومضادات الفطريات.

تتعاون وكالة الفضاء الأوروبية مع منتدى الفضاء النمساوي ومختبر فيينا للمنسوجات على استخدام خصائص ما يسمى بالمستقلبات الثانوية لمنع التلوث البكتيري. تنتج البكتيريا نفسها هذه المركبات ، التي تظهر خصائص مضادة للميكروبات والفيروسات والفطريات ، لحماية نفسها من الظروف البيئية. الائتمان: OeWF

"قد يبدو من غير المنطقي التخلص من الميكروبات باستخدام منتجات الميكروبات ، ولكن جميع أنواع الكائنات الحية تستخدم نواتج الأيض الثانوية لحماية نفسها من الظروف البيئية القاسية. سيقوم المشروع بفحصها كنسيج مبتكر مضاد للميكروبات ".

مشروع BACTeRMA. الائتمان: ESA

سيقوم المشروع بتطوير واختبار المزيد من اللمسات النهائية المبتكرة للنسيج بخصائص مضادة للميكروبات. سيختبر منتدى الفضاء النمساوي مع مختبر المنسوجات في فيينا المنسوجات المعالجة لخصائصها المضادة للميكروبات وستعرضها للعرق والإشعاع. سيتم أيضًا إضافة الغبار القمري المحاكي إلى المزيج ، لأن التوقعات هي أن بيئة عمل رواد الفضاء قد تصبح مغبرة بعد الرحلات المتكررة إلى سطح القمر أو المريخ.

يضيف مالغورزاتا: "سيحاكي اختبار الإشعاع التخزين المطول في بيئة الفضاء السحيق". "من المعروف أن الإشعاع يتقدم في العمر ويؤدي إلى تدهور المنسوجات بطرق معقدة."

تم اقتراح فكرة مشروع BACTeRMA لمدة عامين من قبل OeWF بالتعاون مع مختبر المنسوجات في فيينا كمقاول من الباطن ، من خلال منصة ابتكار الفضاء المفتوح التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية ، بحثًا عن أفكار واعدة لأبحاث الفضاء من أي مصدر.

OeWF هي منظمة أبحاث فضائية: يجتمع خبراء مختلفون من مختلف المجالات العلمية في OeWF للعمل على موضوعات الفضاء ، مع التركيز بشكل خاص على تكنولوجيا بدلة الفضاء.

تقول سيدا أوزدمير فريتز: "كان كريستوفر كولومبوس بحاجة إلى بناة سفن لإنجاز رحلته ، وهذا هو نوع المساهمة التي نأمل أن نقدمها في OeWF". "نحن مهتمون بالعوامل البشرية التي تدخل في مهمات القمر إلى المريخ المستقبلية ، لذلك نجري محاكاة وتحليل" رائد فضاء تناظري ".

الصورة المميزة: يبدو أن رائد الفضاء ديفيد إيه وولف ، المتخصص في المهمة ، قد تم زرع قدميه بأمان في جهاز تقييد في نهاية نظام المناول عن بُعد لمحطة الفضاء (SSRMS) أو Canadarm2 ، معلقًا فوق جزء مغطى بالغيوم من الأرض. كان رائدا الفضاء وولف و بيرس جيه سيلرز هم رواد الفضاء المعينين لهذه الرحلة الفضائية STS-112 الثانية بالإضافة إلى الاثنين الآخرين. الائتمان: ناسا