Як підтримувати в чистоті спільний скафандр «нижня білизна»?

Вихід у відкритий космос – головна подія в кар’єрі будь-якого космонавта. Але є і зворотний бік: надягати скафандр означає ділитися деякими раніше вдягнутими підкладками. Нове дослідження ESA вивчає, як найкраще підтримувати ці предмети в чистоті та гігієнічності, коли люди відправляються на Місяць і за його межі.

Під час епохи космічних шатлів кожен астронавт отримав свій власний «блок зовнішньої мобільності», офіційний термін для скафандру. Але екіпажі на борту Міжнародної космічної станції перейшли на спільні скафандри з сегментами різного розміру, зібраними разом, щоб відповідати певному космонавту.

Астронавт ЄКА Томас Пескет одягає скафандр зовнішньої мобільності (EMU), на якому видно його рідинне охолодження та вентиляційний одяг. У вересні 2020 року напередодні своєї місії експедиції 65 на міжнародну космічну станцію Томас перевірив підгонку скафандра в статті про випробування шлюза космічної станції (SSATA) у лабораторії систем екіпажу Космічного центру імені Джонсона НАСА. Авторство: NASA-Роберт Марковіц

Перший предмет, який надягають люди у відкритий космос, — це (одноразовий) підгузник «Maximum Absorbency Garment», потім їх власний «Thermal Comfort Undergarment», за яким слідує довга білизна, схожа на рідинну одяг для охолодження та вентиляції (LCVG). У LCVG, що носяться поруч зі шкірою, є трубки рідинного охолодження та газова вентиляція, які забезпечують прохолоду та комфорт під час тривалого фізичного навантаження під час роботи у важкому вакуумі.

Але LCVG повторно використовується різними вихідцями у відкритий космос разом із самими скафандрами. Очікується, що таке повторне використання буде зростати після того, як екіпажі будуть створені на борту Gateway наприкінці цього десятиліття, нової міжнародної космічної станції на місячній орбіті.

Маючи на увазі такий довгостроковий обмін, ESA розпочала новий проект під назвою «Biocidal Advanced Coating Technology for Reducing Microbial Activity» або скорочено BACTeRMA.

Астронавт ЄКА Томас Песке пробує скафандр. Рукавички виготовляються на замовлення, а ноги та руки можна регулювати за бажанням, але тулуб жорсткий і доступний лише в трьох розмірах: M, L і XL. Цей знімок був зроблений у навчальному закладі Сонні Картера – лабораторії костюмів обладнання для льотного екіпажу Космічного центру Джонсона НАСА. Авторство: NASA-Роберт Марковіц

«Ткани для космічних польотів, особливо якщо вони піддаються біологічному забрудненню – наприклад, білизна скафандрів – можуть становити як інженерні, так і медичні ризики під час тривалих польотів», – пояснює інженер з матеріалів ESA Малгожата Голинська.

«Ми вже досліджуємо матеріали-кандидати для шарів зовнішніх скафандрів, тому цей проект ранньої розробки технологій є корисним доповненням, розглядаючи невеликі молекули, що вбивають бактерії, які можуть бути корисними для всіх видів текстилю для космічних польотів, включаючи інтер’єри скафандрів».

Враження художника від місячних воріт. Його траєкторія польоту - це високоеліптична орбіта навколо Місяця, що дозволяє його як відносно близько до поверхні Місяця, так і далеко, що полегшує забір астронавтів і припаси з Землі - приблизно за п'ятиденну подорож. Авторство: ESA

Спеціаліст з життєзабезпечення ЄКА Крістоф Лассер додає: «На борту Міжнародної космічної станції гігієна завжди є проблемою. Астронавти носять свій одяг по черзі днями, а потім врешті-решт їх утилізують – спалюють всередині космічного корабля, що повертається. Але є деякі предмети та поверхні, якими потрібно ділитися».

Стандартним методом запобігання біологічному забрудненню є використання антимікробних матеріалів, таких як срібло або мідь, чиї іони в присутності кисню або води порушують нормальну роботу мікробної фізіології.

Погляд на випробуваний текстиль під скануючим електронним мікроскопом. Авторство: OeWF

«Проблема в тому, що їх тривале використання може спровокувати подразнення шкіри, а самі метали з часом можуть потьмяніти», – пояснює Седа Оздемір-Фріц Бактерма, науковець проекту з Австрійського космічного форуму (Österreichisches Weltraum Forum /OeWF), головного підрядника проекту. .

«Щоб забезпечити альтернативу, ми співпрацюємо з Віденською текстильною лабораторією. Вони мають ексклюзивний доступ до унікальної бактеріографічної колекції. Ці мікроорганізми виробляють так звані вторинні метаболіти. Ці сполуки, як правило, барвисті, а деякі демонструють різноманітні властивості: протимікробні, противірусні та протигрибкові.

ESA співпрацює з Австрійським космічним форумом і Віденською текстильною лабораторією над використанням властивостей так званих вторинних метаболітів для запобігання бактеріального забруднення. Бактеріали самі виробляють ці сполуки, які виявляють протимікробні, противірусні та протигрибкові властивості, щоб захистити себе від умов навколишнього середовища. Авторство: OeWF

«Можливо здатися нелогічним позбутися мікробів за допомогою продуктів мікробів, але всі види організмів використовують вторинні метаболіти, щоб захистити себе від екстремальних умов навколишнього середовища. Проект розглядатиме їх як інноваційну антимікробну обробку текстилю».

Проект BACTeRMA. Авторство: ESA

Проект буде розвивати та випробовувати подальші інноваційні текстильні оздоблення з антимікробними властивостями. Австрійський космічний форум спільно з Vienna Textile Lab перевірять оброблені текстильні вироби на їх антимікробні властивості та піддадуть їх впливу поту та радіації. До суміші також буде додано імітований місячний пил, оскільки очікується, що робоче середовище астронавтів може стати пилом після повторних поїздок на поверхню Місяця або березня.

«Радіаційні випробування будуть імітувати тривале зберігання в середовищі глибокого космосу», – додає Малгожата. «Відомо, що радіація старіє та деградує текстиль у складний спосіб».

Ідея дворічного проекту BACTeRMA була запропонована OeWF у співпраці з Віденською текстильною лабораторією як субпідрядником через Open Space Innovation Platform ESA, шукаючи перспективні ідеї для космічних досліджень з будь-якого джерела.

OeWF — організація космічних досліджень: різні експерти з різних галузей науки об’єднуються в OeWF, щоб працювати над космічними темами, приділяючи особливу увагу технології скафандрів.

«Христофору Колумбу були потрібні суднобудівники, щоб здійснити його подорож, і саме такий внесок ми в OeWF сподіваємося зробити», - каже Седа Оздемір-Фріц. «Нас цікавить людський фактор, задіяний у майбутніх місіях на Місяць, Марс, тому ми проводимо моделювання та аналіз «аналогових астронавтів».

Рекомендоване фото: астронавт Девід А. Вольф, фахівець місії, його ноги надійно закріплені в фіксуючому пристрої на кінці системи віддаленого маніпулятора космічної станції (SSRMS) або Canadarm2, здається підвішеним над сильно вкритою хмарами частиною Землі. Астронавти Вольф і Пірс Дж. Селлерс були призначеними вихідцями у відкритий космос для цього другого виходу STS-112 у відкритий космос, а також двох інших. Авторство: NASA