بدلة المريخ

📅 آخر تحديث: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 20 صور
الموسوعة الحرة
نموذج أولي لبدلة الفضاء ناسا Z-2 ، والذي يتضمن تقنيات لدعم تطوير بدلات السير في الفضاء المريخي [ 1 ]

بدلة المريخ أو بدلة الفضاء المريخية هي بدلة فضاء مصممة للسير في الفضاء على سطح كوكب المريخ . [ 2 ] [ 3 ] بالمقارنة مع البدلة المصممة للسير في الفضاء في شبه فراغ مدار الأرض المنخفض، تركز بدلات المريخ بشكل أكبر على السير الفعلي وتتطلب مقاومة عالية للتآكل. [ 2 ] تبلغ جاذبية سطح المريخ 37.8% من جاذبية الأرض، أي ما يقارب 2.3 ضعف جاذبية القمر ، لذا يُعدّ الوزن عاملاً مهماً، ولكن متطلبات الحرارة أقل مقارنةً بالفضاء الخارجي. [ 4 ] على سطح المريخ ، ستواجه هذه البدلات ضغطاً جوياً يتراوح بين 0.6 و1 كيلوباسكال (0.087 إلى 0.145 رطل لكل بوصة مربعة) . [ 5 ] على سطح المريخ، يُعدّ التعرض للإشعاع مصدر قلق، لا سيما التوهجات الشمسية، التي يمكن أن تزيد كمية الإشعاع بشكل كبير خلال فترة قصيرة. 

من بين التحديات التي قد تواجهها بدلة الفضاء المخصصة للعمليات السطحية على سطح المريخ، توفير كمية كافية من الأكسجين للشخص، نظرًا لأن الهواء يتكون في معظمه من ثاني أكسيد الكربون؛ بالإضافة إلى أن ضغط الهواء هناك أقل بكثير من ضغط الغلاف الجوي للأرض عند مستوى سطح البحر. [ 6 ] وتشمل التحديات الأخرى غبار المريخ ، وانخفاض درجات الحرارة، والإشعاع. [ 6 ]

ملخص

من المفترض أن يكون حذاء بدلة المريخ على اتصال مباشر بسطح خارج الأرض؛ ويظهر أثر قدم قمري.
آثار مركبة جوالة على سطح المريخ

أحد تصاميم بدلة الفضاء المخصصة للمريخ ، والتي طُرحت في العقد الثاني من الألفية الثانية، وهي بدلة ناسا Z-2، كانت تتضمن رقعًا مضيئة كهربائيًا لمساعدة أفراد الطاقم على التعرف على بعضهم البعض. [ 7 ] تشمل ثلاثة أنواع من الاختبارات المخطط لها لبدلة Z-2: اختبارات في غرفة مفرغة من الهواء، واختبارات في مختبر الطفو المحايد التابع لناسا (حوض كبير لمحاكاة انعدام الجاذبية)، واختبارات في منطقة صحراوية صخرية. [ 8 ] (انظر أيضًا: بدلات الفضاء من سلسلة Z ).

يحتوي مسبار "برسيفيرانس" التابع لمهمة المريخ 2020 على اختبار للمواد يُؤمل أن يُسهم في تطوير بدلات الفضاء على سطح المريخ، وهو تجربة "شيرلوك" ؛ ويتضمن هدفًا اختباريًا مصنوعًا من مواد بدلات الفضاء. [ 9 ] سيقيس الاختبار مدى تأثر هذه المواد ببيئة المريخ. [ 9 ] تم اختيار ست مواد للاختبار: أورثوفابريك، وتفلون ، وتفلون مطلي بـ nGimat، وداكرون ، وفيكتران ، وبولي كربونات . [ 10 ] سيساعد الاختبار في اختيار أفضل المواد لبدلات الفضاء المستقبلية على سطح المريخ. [ 10 ] أورثوفابريك مادة بوليمرية تتكون من نسيج من ألياف GORE-TEX ، ونومكس ، وكيفلار -29. [ 11 ]

اختبرت ناسا موادًا محتملة لبدلات الفضاء المخصصة للمريخ بتعريضها لأشعة فوق بنفسجية مكافئة لتلك الموجودة على سطح المريخ لمدة 2500 ساعة، ثم درست كيفية تأثر هذه المواد. [ 12 ] ومن بين المخاوف المتعلقة ببدلات المريخ كيفية استجابة المواد لغبار المريخ المتفاعل كيميائيًا والتعرض للأشعة فوق البنفسجية، لا سيما خلال فترات الاستخدام الطويلة والمتوقعة لهذه البدلات. [ 13 ]

استلهم أحد الباحثين العاملين على تصميم بدلات السير على سطح المريخ جزئيًا من بدلات الدروع في العصور الوسطى . [ 14 ] تتضمن بعض الأفكار لبدلات المريخ شاشة عرض رأسية تُعرض في القناع، ومعدات اتصالات مدمجة، وأنظمة دعم الحياة، ومساعد للتعرف على الصوت . [ 14 ]

أمثلة على اعتبارات التصميم: [ 14 ]

  • رياح عالية السرعة محملة بغبار المريخ الكاشط [ 14 ]
  • الإشعاع مثل الأشعة الكونية [ 14 ]
  • درجات حرارة منخفضة تصل إلى -130 درجة مئوية (-202 درجة فهرنهايت؛ 143 كلفن) [ 14 ]   
  • التعرض للأشعة فوق البنفسجية [ 15 ]

أحد جوانب تصميم مهمة المريخ هو ما إذا كان ينبغي تصميم بدلات المريخ للعمل في الفضاء أيضاً، أم أنها مخصصة للسطح فقط. [ 4 ]

تصاميم

بدلة الفضاء الصلبة ناسا AX-5

البدلة الحيوية هي بدلة ضغط ميكانيكي معاكس ، مما ينتج عنه شكل يلتف حول الجسم. [ 16 ] في هذا النوع من البدلات، ينشأ الضغط من بنية ومرونة المادة، بينما في البدلات الفضائية السابقة، ينشأ الضغط من غاز مضغوط، مثل بالون مملوء. [ 17 ] يمكن لضغط الغاز أن يجعل البدلة المرنة صلبة للغاية، مثل بالون منفوخ. [ 17 ]

بدلة أودو، من تطوير المنتدى النمساوي للفضاء، هي محاكاة لبدلات الفضاء المصممة للأسطح الكوكبية. [ 18 ] تُهوى البدلة بالهواء المحيط، لكنها مزودة بمجموعة من الميزات التي تساعد على محاكاة بدلة الفضاء، بالإضافة إلى اختبارات لتحسين التقنيات، مثل شاشة العرض الأمامية داخل الخوذة. [ 19 ] كانت بدلة AX-5 جزءًا من سلسلة بدلات صلبة طُوّرت في مركز أميس التابع لناسا. البدلات الحالية إما لينة أو هجينة، وتستخدم جوًا من الأكسجين النقي بضغط منخفض، مما يعني أن رواد الفضاء الذين يقومون بأنشطة خارج المركبة يجب أن يتنفسوا الأكسجين مسبقًا لتجنب داء تخفيف الضغط. يمكن للبدلة الصلبة استخدام جو عالي الضغط، مما يلغي الحاجة إلى التنفس المسبق، دون أن تكون صعبة الحركة كما هو الحال مع البدلة اللينة عالية الضغط.

تم استخدام بدلة محاكاة للمريخ لاختبارات محاكاة رحلات الفضاء الأرضية HI-SEAS في العقد 2010 في هاواي، الولايات المتحدة الأمريكية. [ 20 ]

تم استخدام تصميم بدلة المريخ كموضوع للتعليم التكنولوجي . [ 21 ]

مقارنة ببدلة أبولو القمرية

وحدة التنقل خارج المركبة (بدلة القمر) من أبولو 17

كانت بدلة السير على سطح القمر في برنامج أبولو تُسمى وحدة التنقل خارج المركبة (EMU). إلى جانب بدلة الضغط، احتوت هذه البدلة على نظام دعم الحياة المحمول (حقيبة ظهر) ونظام تنقية الأكسجين للطوارئ (OPS) الذي يوفر الأكسجين لمدة 30 دقيقة في حالات الطوارئ. بلغ وزن النظام المُدمج 96.2 كيلوغرامًا (212 رطلًا) على الأرض، بينما بلغ وزنه 15.9 كيلوغرامًا (35.1 رطلًا) فقط على سطح القمر. [ 22 ]

أوزان مكونات وحدة التنقل خارج المركبة أبولو على أجرام سماوية مختلفة، معطاة ككتل مكافئة على الأرض
أرضقمرالمريخ
الجاذبية (مقارنة بالجاذبية الأرضية)100%16.54%37.9%
بدلة35 كجم (78 رطلاً)  5.9 كجم (12.9 رطل)  13.4 كجم (29.6 رطل)  
PLSS42 كجم (93 رطلاً)  7.0 كجم (15.4 رطل)  16.0 كجم (35.2 رطل)  
نظام تنقية الأكسجين19 كجم (41 رطلاً)  3.1 كجم (6.8 رطل)  7.0 كجم (15.5 رطل)  
المجموع96 كجم (212 رطل)  15.9 كجم (35.1 رطل)  36.4 كجم (80.3 رطل)  

متطلبات التصميم البيئي

تتمثل أهم العوامل الحاسمة للبقاء على قيد الحياة والراحة على سطح المريخ في توفير ما يلي: ضغط كافٍ لمنع غليان سوائل الجسم؛ وتوفير الأكسجين وإزالة ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء للتنفس؛ والتحكم في درجة الحرارة؛ والحماية من الإشعاع الكوني .

ضغط

بدلة ضغط جزئي للطيران على ارتفاعات عالية

يختلف الضغط الجوي على سطح المريخ باختلاف الارتفاع والفصول، ولكنه غير كافٍ لاستدامة الحياة دون بدلة ضغط. يُعرف أدنى ضغط يتحمله جسم الإنسان بحد أرمسترونغ ، وهو الضغط الذي يغلي عنده الماء (يتبخر) عند درجة حرارة جسم الإنسان، ويبلغ حوالي 6.3 كيلوباسكال (0.91 رطل لكل بوصة مربعة) . [ 23 ] وقد قُدِّر متوسط ​​الضغط السطحي على المريخ بنحو عُشر هذا الضغط، أي 0.61 كيلوباسكال (0.088 رطل لكل بوصة مربعة) . [ 24 ] أما أعلى ضغط، عند أدنى نقطة على السطح، في قاع حوض هيلاس ، فيبلغ 1.24 كيلوباسكال (0.180 رطل لكل بوصة مربعة) ، أي ما يقارب ضعف المتوسط. [ 25 ] يوجد تباين موسمي على مدار السنة المريخية (حوالي سنتين أرضيتين) حيث يتجمد ثاني أكسيد الكربون (95.9% من الغلاف الجوي) بشكل متتابع، ثم يتسامى مرة أخرى إلى الغلاف الجوي عندما يكون أكثر دفئًا، مما يتسبب في ارتفاع وانخفاض عالمي في الضغط بمقدار 0.2 كيلوباسكال (0.029 رطل لكل بوصة مربعة) . [ 24 ]    

لكن الغلاف الجوي للمريخ لا يحتوي إلا على 0.13-0.14% من الأكسجين، [ 24 ] مقارنةً بـ 20.9% في الغلاف الجوي للأرض. لذا، فإن التنفس في الغلاف الجوي للمريخ مستحيل بالنسبة لأي كائن حي تقريبًا؛ إذ يجب تزويده بالأكسجين، بضغط يتجاوز حد أرمسترونغ.

التنفس

متوسط ​​تركيب الغلاف الجوي للمريخ

يستنشق الإنسان الأكسجين ويطرح ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء أثناء التنفس، ويتنفس عادةً ما بين 12 و20 مرة في الدقيقة أثناء الراحة، ويصل إلى 45 مرة في الدقيقة أثناء النشاط البدني المكثف. [ 26 ] في ظروف مستوى سطح البحر القياسية على الأرض، والتي تبلغ 101.33 كيلوباسكال (14.697 رطل لكل بوصة مربعة) ، يستنشق الإنسان 20.9% من الأكسجين، بضغط جزئي قدره 21.2 كيلوباسكال (3.07 رطل لكل بوصة مربعة) . هذا هو مقدار الأكسجين المطلوب في الظروف الطبيعية على الأرض. يحتاج الإنسان عمومًا إلى أكسجين إضافي على ارتفاعات تزيد عن 15000 قدم (4.6 كيلومتر) ، [ 23 ] لذا فإن الحد الأدنى المطلق الآمن لمتطلبات الأكسجين هو ضغط جزئي قدره 11.94 كيلوباسكال (1.732 رطل لكل بوصة مربعة). [ 27 ] وللمقارنة، استخدمت وحدة التحكم الإلكترونية في مركبة أبولو ضغط تشغيل قدره 25.5 كيلوباسكال (3.70 رطل لكل بوصة مربعة) على سطح القمر. [ 28 ]     

يحتوي هواء الزفير على الأرض عادةً على حوالي 4% من ثاني أكسيد الكربون و16% من الأكسجين، بالإضافة إلى 78% من النيتروجين، [ 29 ] وحوالي 0.2 إلى 0.3 لتر من الماء. [ 30 ] [ 29 ] يصبح ثاني أكسيد الكربون سامًا بشكل متزايد عند التركيزات العالية، [ 31 ] ويجب تنقيته من غاز التنفس. [ 32 ] تتمثل إحدى طرق تنقية ثاني أكسيد الكربون من هواء التنفس في استخدام أجهزة تنقية ثاني أكسيد الكربون القابلة لإعادة الاستخدام والمصنوعة من حبيبات الأمين . [ 33 ] بينما يقوم أحد أجهزة تنقية ثاني أكسيد الكربون بتصفية هواء رائد الفضاء، يقوم الآخر بتصريف ثاني أكسيد الكربون المنقى إلى الغلاف الجوي للمريخ. بمجرد اكتمال هذه العملية، يمكن استخدام جهاز تنقية آخر، ويمكن للجهاز المستخدم أن يتوقف عن العمل. [ 34 ] هناك طريقة أخرى أكثر تقليدية لإزالة ثاني أكسيد الكربون من الهواء وهي استخدام علبة هيدروكسيد الليثيوم ، ولكن يجب استبدالها بشكل دوري. [ 35 ] تُعد أنظمة إزالة ثاني أكسيد الكربون جزءًا أساسيًا من تصميمات المركبات الفضائية المأهولة، على الرغم من اختلاف تفاصيلها. [ 32 ] إحدى الأفكار لإزالة ثاني أكسيد الكربون هي استخدام منخل جزيئي من الزيوليت، ثم يمكن إزالة ثاني أكسيد الكربون من المادة لاحقًا. [ 36 ]

إذا استُخدم النيتروجين لزيادة الضغط كما هو الحال في محطة الفضاء الدولية، فإنه خامل بالنسبة للبشر، ولكنه قد يُسبب داء تخفيف الضغط. [ 32 ] تعمل بدلات الفضاء عادةً بضغط منخفض لتسهيل حركتها، لذا يجب على رواد الفضاء قضاء وقت طويل للتخلص من النيتروجين في أجسامهم. استخدمت مهمات أبولو جوًا من الأكسجين النقي في الفضاء باستثناء الأرض، لتقليل خطر نشوب الحرائق. هناك أيضًا اهتمام بالبدلات الصلبة التي تتحمل ضغوطًا داخلية أعلى ولكنها أكثر مرونة، بحيث لا يضطر رواد الفضاء إلى التخلص من النيتروجين قبل القيام بمهمة سير في الفضاء.

درجة حرارة

رسم بياني لبيانات درجة حرارة سطح المريخ من مسبار سطح المريخ (مركبة جوالة)

قد تشهد المريخ تقلبات كبيرة في درجات الحرارة؛ فعلى سبيل المثال، عند خط الاستواء، قد تصل درجة الحرارة نهارًا إلى 21 درجة مئوية (70 درجة فهرنهايت) خلال فصل الصيف المريخي، وتنخفض إلى -73 درجة مئوية (-100 درجة فهرنهايت) ليلًا. [ 37 ] ووفقًا لتقرير صادر عن وكالة ناسا عام 1958، يتطلب توفير الراحة للإنسان على المدى الطويل درجات حرارة تتراوح بين 4 و35 درجة مئوية (40 إلى 95 درجة فهرنهايت) مع رطوبة نسبية 50%. [ 38 ]      

إشعاع

على كوكب الأرض، في الدول المتقدمة، يتعرض البشر لحوالي 0.6 راد (6 ملي غراي) سنويًا، [ 39 ] وعلى متن محطة الفضاء الدولية حوالي 8 راد (80 ملي غراي) سنويًا. [ 39 ] يستطيع البشر تحمل ما يصل إلى حوالي 200 راد (2 غراي) من الإشعاع دون التعرض لأضرار دائمة؛ ومع ذلك، فإن أي تعرض للإشعاع ينطوي على مخاطر، لذا يُركز على إبقاء التعرض عند أدنى مستوى ممكن. [ 39 ] على سطح المريخ، يوجد نوعان رئيسيان من الإشعاع: جرعة ثابتة من مصادر متنوعة، وأحداث بروتونات شمسية يمكن أن تُسبب زيادة كبيرة في كمية الإشعاع لفترة قصيرة. [ 39 ] يمكن أن تُسبب التوهجات الشمسية جرعة قاتلة في غضون ساعات إذا لم يكن رواد الفضاء محميين، وهذا مصدر قلق لوكالة ناسا فيما يتعلق بالعمليات البشرية في الفضاء وعلى سطح المريخ. [ 40 ] لا يمتلك المريخ مجالًا مغناطيسيًا قويًا مثل الأرض، الذي يحمي الأرض من الإشعاع، وخاصةً من التوهجات الشمسية. [ 40 ] على سبيل المثال، أنتج الحدث الشمسي الذي وقع في 7 أغسطس 1972 ، بعد خمسة أشهر فقط من رحلة أبولو 16 ، كمية هائلة من الإشعاع، بما في ذلك موجة من الجسيمات المتسارعة كالبروتونات، ما أثار قلق وكالة ناسا بشأن ما قد يحدث لو وقع حدث مماثل أثناء وجود رواد الفضاء في الفضاء. [ 40 ] إذا تعرض رواد الفضاء لكمية كبيرة من الإشعاع، فإن ذلك يزيد من خطر إصابتهم بالسرطان على المدى الطويل، وقد يتعرضون للتسمم الإشعاعي . [ 41 ] كما أن التعرض للإشعاع المؤين قد يسبب إعتام عدسة العين (الكاتاراكت). [ 42 ]

إن الغلاف الجوي للمريخ أرق بكثير من الغلاف الجوي للأرض، لذا فهو لا يحجب الكثير من الإشعاع. [ 40 ]

كما أن تأثير الإشعاع على الأدوية التي يتم تناولها في المهمة يثير القلق، خاصة إذا أدى إلى تغيير خصائصها الطبية. [ 43 ]

متطلبات تصميم إضافية

إن العمل ببدلة المريخ على سطحها يخلق سلسلة من المخاوف المتعلقة بجسم الإنسان، بما في ذلك بيئة جاذبية متغيرة، وحالة محصورة ومعزولة، وبيئة خارجية معادية وبيئة داخلية مغلقة، والإشعاع، والمسافة الشاسعة من الأرض. [ 43 ]

من الاعتبارات المهمة المتعلقة بهواء التنفس داخل البدلة، منع تسرب الغازات السامة إلى نظام إمداد الهواء. [ 43 ] قد تؤدي بيئات الجاذبية المنخفضة إلى تغيير توزيع السوائل داخل الجسم. [ 43 ] ومن الأمور التي تثير القلق التغيرات في المهارات الحركية الدقيقة، خاصةً إذا أثرت على القدرة على استخدام واجهات الحاسوب. [ 43 ]

واقيات للعينين والأشعة فوق البنفسجية

يتم نشر قناع مطلي بالذهب أثناء قيام رائد الفضاء هذا بمهمة خارج المركبة في مدار الأرض.

تحمي طبقة رقيقة من الذهب على الفقاعة البلاستيكية الواقية للخوذات الفضائية الحالية الوجه من الأجزاء الضارة من طيف الشمس. [ 44 ] وبشكل عام، تهدف تصاميم الواقيات إلى تمكين رائد الفضاء من الرؤية مع حجب الأشعة فوق البنفسجية والحرارة، بالإضافة إلى متطلبات الضغط. [ 45 ]

تم رصد وصول الأشعة فوق البنفسجية إلى سطح المريخ. [ 46 ] يميل ثاني أكسيد الكربون المريخي إلى حجب الأشعة فوق البنفسجية ذات الأطوال الموجية الأقصر من حوالي 190  نانومتر؛ ومع ذلك، يقل الحجب للأطوال الموجية الأطول من ذلك تبعًا لكمية الغبار وتشتت رايلي . [ 46 ] لوحظ وصول كميات كبيرة من الأشعة فوق البنفسجية UVB وUVC إلى سطح المريخ. [ 46 ]

التبول والتقيؤ

من الاعتبارات البشرية في تصميم البدلات الفضائية الحاجة إلى التخلص من الفضلات الجسدية. [ 47 ] وقد استُخدمت طرقٌ مختلفة في هذه البدلات، ففي عصر برنامج المكوك الفضائي، استخدمت ناسا ملابس ذات قدرة امتصاص قصوى لتمكين البقاء لمدة 10 ساعات في الفضاء، بالإضافة إلى بدلات الضغط الجزئي. [ 47 ]

ومن المخاوف الأخرى التقيؤ، الذي ازداد حدوثه في رحلات الفضاء. [ 48 ]

غبار المريخ

تغطى بدلة أبولو القمرية بغبار التربة القمرية أثناء السير على سطح القمر .

من الاعتبارات الأخرى ما قد يحدث إذا استنشق رواد الفضاء غبار المريخ. يُعدّ التأثير الصحي لغبار المريخ مصدر قلق، استنادًا إلى المعلومات المعروفة عنه، والتي تشمل أنه قد يكون كاشطًا و/أو متفاعلًا. [ 49 ] أُجريت دراسات على غبار الكوارتز وقارنت أيضًا التعرض لغبار القمر . [ 49 ] اشتكى أحد رواد فضاء أبولو 17 من أعراض تشبه حمى القش بعد سيره على سطح القمر. [ 49 ] من المعروف أن غبار القمر يلتصق ببدلات الفضاء وينتقل مع رواد الفضاء عند دخولهم إلى وحدة أبولو القمرية . [ 50 ]

يستخدم

الأحجام النسبية لكوكبَي ديموس وفوبوس كما تُرى من سطح المريخ، مقارنةً بحجم القمر في السماء كما يُرى من الأرض. وبحسب الظروف، فإنّ القيام بمهمة خارج المركبة ليلاً سيتيح رؤية أقمار المريخ في سماء الليل.

أشارت مقالة في مجلة Nature إلى أن ديناميكيات المشي على المريخ ستختلف عن ديناميكيات المشي على الأرض نظرًا لانخفاض الجاذبية. [ 51 ] ويعود ذلك إلى ميل الإنسان للأمام أثناء المشي، حيث تشبه حركة مركز كتلة الجسم حركة البندول المقلوب . [ 51 ] وبالمقارنة مع الأرض، وبافتراض ثبات جميع العوامل الأخرى، سيتطلب المشي على المريخ نصف الجهد المبذول، لكن سرعة المشي ستكون 3.4  كيلومتر في الساعة بدلًا من 5.5  كيلومتر في الساعة على الأرض. [ 51 ] وقد تم الحصول على هذه البيانات من خلال محاكاة جاذبية المريخ طوال مدة طيران طائرة تتبع مسارًا جويًا يُسبب هذا النوع من التسارع. [ 51 ] ويُقدر تسارع الجاذبية على سطح المريخ بحوالي 3.7 متر في الثانية² . [ 52 ] ولا يُعرف ما إذا كان انخفاض الجاذبية هذا يُسبب نفس انخفاض كتلة العضلات والتأثيرات البيولوجية التي لوحظت عند العيش في بيئة انعدام الجاذبية على متن محطة الفضاء الدولية لعدة أشهر. [ 52 ] تبلغ الجاذبية حوالي 38% من جاذبية الأرض على السطح. [ 53 ]

أُجريت اختبارات تسلق الصخور باستخدام بدلة IVA (بدلة أنشطة داخل المركبة) منخفضة الضغط في ولاية أوريغون الأمريكية. [ 54 ] لوحظت صعوبة الإمساك بالصخور باستخدام القفازات، بما في ذلك تحريك الأصابع واكتساب الاحتكاك مع الصخور، وكانت فؤوس تسلق الجليد مفيدة لتسلق الأسطح. [ 54 ] قد يكون تسلق الجبال على سطح المريخ ضروريًا عندما تتجاوز بيئة التضاريس قدرات المركبة الجوالة، أو للوصول إلى هدف ذي أهمية، أو ببساطة للعودة إلى القاعدة. [ 55 ] من الاحتياجات الشائعة لتسلق الجبال وجود مأوى متنقل عالي السرعة للإقامة القصيرة، مثل الخيمة، لاستخدامه في المبيت أثناء التسلق، وقد يدعم ما يعادله على سطح المريخ إمكانية خلع بدلة الفضاء. [ 55 ] من المرجح أن يتأثر تصميم بدلة التسلق باحتياجات التسلق، بما في ذلك مرونة البدلة، خاصة في اليدين، وكذلك من حيث المتانة. [ 55 ]

ثمة مسألة أخرى تتمثل في حجم الاستخدام المتوقع لهذه البدلات في تصميمات المهمات المأهولة على الأرجح. [ 56 ] فعلى سبيل المثال، بحلول أواخر العقد الثاني من القرن الحادي والعشرين، كان هناك أكثر من 500 عملية سير في الفضاء منذ بداية رحلات الفضاء، بينما من المتوقع أن تحتاج مهمة واحدة إلى المريخ إلى 1000 عملية سير في الفضاء. [ 56 ]

تشير خطط مهمات المريخ النموذجية إلى أن الشخص الذي يرتدي بدلة المريخ سيحتاج إلى دخول مركبة جوالة مضغوطة عبر غرفة معادلة الضغط. [ 57 ] بدلاً من ذلك، يجب ارتداء بدلة المريخ على مركبات جوالة مأهولة غير مضغوطة لتوفير أنظمة دعم الحياة. [ 58 ] هناك عدة خيارات مختلفة لغرفة معادلة الضغط للدخول والخروج لبدلة الفضاء، أحدها إعادة ضغط الحجرة بأكملها كما هو الحال في مركبة الهبوط القمرية أبولو . [ 57 ] من الأفكار الأخرى منفذ البدلة، وغرفة معادلة الضغط الخاصة بالطاقم، وغرفة معادلة الضغط الخاصة بالعبور. [ 57 ]

بدلات المريخ المستخدمة بالتزامن مع عناصر سطحية أخرى على سطح المريخ (عمل فني)

يحتاج

نص قانون تفويض ناسا لعام 2017 على توجيه ناسا لإيصال البشر إلى قرب سطح المريخ أو على سطحه بحلول أوائل ثلاثينيات القرن الحالي. [ 59 ]

أجنحة للمريخ

تم استكشاف إمكانية دمج بدلات الفضاء الخاصة بالمريخ مع تصميم غرفة معادلة الضغط الذي يجمع بين غرفة معادلة الضغط ودخول وخروج البدلة من مركبة أخرى، ويُعرف هذا التصميم باسم " منفذ البدلة" . [ 57 ] وقد تم النظر في هذا كطريقة لدمج مركبة استكشاف المريخ المأهولة والمضغوطة مع عمليات السير في الفضاء باستخدام بدلات الفضاء الخاصة بالمريخ. [ 57 ]

تتلخص الفكرة في أن ينزلق الشخص إلى داخل البدلة عبر فتحة غرفة معادلة الضغط، بينما يكون الجزء الخارجي من البدلة خارج المركبة ومعرضًا لبيئة المريخ. [ 60 ] بعد ذلك، تُغلق الفتحة، مما يعزل الجزء الداخلي من المركبة، ويتلقى الشخص الدعم من نظام دعم الحياة في البدلة. [ 60 ] اختبرت وكالة ناسا بدلة الفضاء Z-1 للأنشطة خارج الأرض باستخدام تصميم منفذ البدلة في العقد الثاني من القرن الحادي والعشرين. [ 61 ] في تصميم ناسا لبدلة الفضاء Z-1، توجد فتحة في الجزء الخلفي من بدلة الفضاء يمكن ربطها بمركبة أو هيكل مناسب. [ 61 ]

رؤى من المريخ EVA

انظر أيضاً

للمزيد من القراءة

مراجع

  1. ↑ "وكالة ناسا تكشف النقاب عن بدلة فضاء جديدة للمريخ - التكنولوجيا والعلوم - أخبار سي بي سي" . cbc.ca. تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 فبراير 2018 .
  2. 1 2 "هذا أحدث تصميم لبدلة فضاء ناسا للمريخ" . سي بي سي نيوز . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 فبراير 2018 .
  3. ↑ "بدلة المريخ - التكنولوجيا - مارس ون" . مارس ون . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24-02-2018 .
  4. 1 2 جينتا، جيانكارلو (2016). المحطة التالية المريخ: لماذا وكيف ومتى ستكون مهمات البشر . سبرينغر. ص 211. ISBN  978-3-319-44311-9.
  5. ↑ ميكولسكي، لورين (2000). إيليرت، جلين (محرر). "الضغط على سطح المريخ" . كتاب حقائق الفيزياء . تم الاسترجاع في 25 يناير 2022 .
  6. 1 2 "الدم المغلي والإشعاع: 5 طرق يمكن أن يقتل بها المريخ" . Space.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 سبتمبر 2018 .
  7. ↑ "هذا أحدث تصميم لبدلة فضاء ناسا للمريخ | أخبار سي بي سي" . سي بي سي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 فبراير 2018 .
  8. ↑ روبرتس، جيسون (17 أغسطس 2015). "بدلة الفضاء النموذجية التالية من ناسا تتميز بمظهر جديد كليًا" . ناسا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 فبراير 2018 .
  9. ١ ٢ "قد يؤدي إطلاق مركبة ناسا الجوالة القادمة إلى تطوير بدلات فضاء أكثر أمانًا لرواد الفضاء الذين يستكشفون المريخ" . mercurynews.com . ٢٠ فبراير ٢٠١٨. تاريخ الاطلاع: ٢٤ فبراير ٢٠١٨ .
  10. ١ ٢ "سيتم إجراء تجارب واختبارات على مواد أكثر أمانًا لبدلات الفضاء في مهمة مركبة المريخ الجوالة التابعة لمختبر الدفع النفاث لعام ٢٠٢٠" . باسادينا ناو . تم الاطلاع عليه بتاريخ ٢٤ فبراير ٢٠١٨ .
  11. ↑ ويليام لويس ميلر (نوفمبر 1985). فقدان كتلة بدلة الفضاء المكوكية المصنوعة من نسيج أورثوفابريك تحت تأثير قصف الأكسجين الذري الأيوني المحاكي (ملف PDF) (تقرير). مذكرة ناسا الفنية رقم 87149. تاريخ الاسترجاع: 25 فبراير 2018 .
  12. ↑ "قد يؤدي إطلاق مركبة ناسا الجوالة القادمة إلى تطوير بدلات فضاء أكثر أمانًا لرواد الفضاء الذين يستكشفون المريخ" . صحيفة ميركوري نيوز . 20 فبراير 2018. تاريخ الاطلاع: 24 فبراير 2018 .
  13. ↑ "هكذا قد تبدو بدلات الفضاء للسفر إلى المريخ" . راكد . تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 سبتمبر 2018 .
  14. 1 2 3 4 5 6 "الصعود داخل بدلة الفضاء أودا.إكس: بدلة الفضاء المصممة للسير على سطح المريخ" . سي إن إن . 30 يناير 2014. تاريخ الاسترجاع: 25 فبراير 2018 .
  15. ↑ لارسون، كريستين؛ فرايز، مارك (27 فبراير 2017). "الاختبار بالأشعة فوق البنفسجية لمواد بدلات الفضاء للمريخ" (ملف PDF) . المؤتمر الدولي السابع والأربعون للأنظمة البيئية . تاريخ الاسترجاع: 25 فبراير 2018 .
  16. ↑ "بدلة بيولوجية | مختبر الطب الحيوي MVL" . mvl.mit.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24-02-2018 .
  17. 1 2 نيومان، دافا. "بناء بدلة فضاء أفضل" (ملف PDF) . مجلة آسك . تم الاطلاع عليه في 6 نوفمبر 2022 .
  18. ↑ "Aouda.X، جهاز محاكاة بدلة الفضاء لاستكشاف سطح الكواكب" .
  19. ↑ "Aouda.X، جهاز محاكاة بدلة الفضاء لاستكشاف سطح الكواكب" . وكالة الفضاء الأوروبية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 فبراير 2018 .
  20. ↑ "تم إعادة تصميم بدلة الفضاء الخاصة بمحاكاة المريخ التابعة لناسا" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 فبراير 2018 .
  21. ↑ "تصميم بدلات الفضاء للمريخ" . ناسا . 13 يوليو 2009. تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 فبراير 2018 .
  22. ↑ تاريخ بدلات الفضاء
  23. 1 2 "ما هو حد أرمسترونغ؟" . WorldAtlas . تم الاسترجاع في 10-09-2018 .
  24. 1 2 3 "كيف يعمل المريخ" . HowStuffWorks . 2000-11-06 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2018-09-11 .
  25. ↑ "إحداث ضجة على المريخ | مديرية المهمات العلمية" . science.nasa.gov . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 سبتمبر 2018 .
  26. ↑ "رسم تخطيطي للجهاز التنفسي البشري (إنفوغرافيك)" . لايف ساينس . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12-09-2018 .
  27. ↑ منظمة الطيران المدني الدولي (ICAO)، دليل الغلاف الجوي القياسي لمنظمة الطيران المدني الدولي (ممتد إلى 80 كيلومترًا (262500 قدمًا)) ، الوثيقة 7488-CD، الطبعة الثالثة، 1993، رقم ISBN 92-9194-004-6.
  28. ↑ كينيث س. توماس؛ هارولد ج. ماكمان (2006). بدلات الفضاء الأمريكية . تشيتشستر، المملكة المتحدة: دار براكسيس للنشر المحدودة. الصفحات 428-435 . ISBN  0-387-27919-9.
  29. 1 2 "التركيب الكيميائي للهواء الزفير من رئتي الإنسان" . ساينسينغ . 26 أبريل 2018. تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 سبتمبر 2018 .
  30. ↑ ترطيب الجهاز التنفسي: الأساسيات
  31. ↑ لانغفورد، نيوجيرسي (2005). "التسمم بثاني أكسيد الكربون". مراجعات علم السموم . 24 (4 ) : 229-35 . doi : 10.2165/00139709-200524040-00003 . PMID 16499405. S2CID 22508841 .  
  32. 1 2 3 "إغلاق الحلقة: إعادة تدوير الماء والهواء في الفضاء" (ملف PDF) . وكالة ناسا . تم الاطلاع عليه في 6 نوفمبر 2022 .
  33. ↑ "الاستعداد للكوكب الأحمر" . مجلة IEEE Spectrum: أخبار التكنولوجيا والهندسة والعلوم . تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 سبتمبر 2018 .
  34. ↑ كورتلاند، راشيل (30 سبتمبر 2015). "الاستعداد للكوكب الأحمر - مجلة IEEE Spectrum" . IEEE . تاريخ الاسترجاع: 8 نوفمبر 2015 .
  35. ↑ "تقديم بدلة الفضاء المستقبلية من ناسا، Z-1 (إنفوغرافيك)" . Space.com . 20 ديسمبر 2012.
  36. ↑ ناسا - إغلاق الحلقة: إعادة تدوير الماء والهواء في الفضاء - الصفحة 2 من 7
  37. ↑ "ما هي درجة حرارة المريخ؟" . Space.com . 30 نوفمبر 2017.
  38. ↑ "ما هي حدود بقاء الإنسان؟" . لايف ساينس . 9 أغسطس 2012.
  39. 1 2 3 4 ويليامز، مات (21 نوفمبر 2016). "ما مدى سوء الإشعاع على المريخ؟" . phys.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 يناير 2022 .
  40. 1 2 3 4 فريزر، سارة (30 سبتمبر 2015). غارنر، روب (محرر). "مريخيّون حقيقيون: كيفية حماية رواد الفضاء من الإشعاع الفضائي على المريخ" . مركز غودارد لرحلات الفضاء . الوكالة الوطنية الأمريكية للفضاء . تم الاطلاع عليه في 15 يونيو 2020 .
  41. ↑ تشوي، تشارلز كيو. (23 مايو 2016). "توهج شمسي قديم هائل يشير إلى مخاطر على مهمات المريخ" . Space.com . تم الاطلاع عليه في 15 يونيو 2020 .
  42. ↑ تشوديك، غابرييل؛ بكيروغلو، نورال؛ هاوبتمان، مايكل؛ ألكسندر، بروس هـ.؛ فريدمان، د. ميشال؛ دودي، ميشيل مورين؛ تشيونغ، لي سي.؛ سيمون، ستيفن ل.؛ وينستوك، روبرت م. (15 سبتمبر 2008). "خطر الإصابة بإعتام عدسة العين بعد التعرض لجرعات منخفضة من الإشعاع المؤين: دراسة أترابية مستقبلية لمدة 20 عامًا بين فنيي الأشعة في الولايات المتحدة" . المجلة الأمريكية لعلم الأوبئة . 168 (6): 620-631 . doi : 10.1093/aje/kwn171 . ISSN 0002-9262 . PMC 2727195. PMID 18664497 .   
  43. 1 2 3 4 5 بيريز، جيسون (30 مارس 2016). "جسم الإنسان في الفضاء" . ناسا . تم الاسترجاع في 25 أكتوبر 2019 .
  44. ↑ دنبار، برايان (29 مايو 2014). "حول بدلات الفضاء" . ناسا. مؤرشف من الأصل في 25 ديسمبر 2018. تم الاطلاع عليه في 17 أبريل 2020 .
  45. ↑ طلاءات قابلة للتحكم، قابلة للتلوين، متوافقة مع البولي كربونات لأقنعة بدلات الفضاء EVA المتقدمة
  46. 1 2 3 كايتلينج؛ وآخرون . "الإشعاع فوق البنفسجي على سطح المريخ" (PDF) . 
  47. 1 2 "بدلة الفضاء الجديدة من ناسا مزودة بمرحاض مدمج" . Space.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 سبتمبر 2018 .
  48. ↑ ماهون، كريس. "رائدا فضاء من ناسا يكشفان تفاصيل تقيؤهما في الفضاء" . www.outerplaces.com . تاريخ الاسترجاع: 25 أكتوبر 2019 .
  49. 1 2 3 "غبار المريخ قد يكون ضارًا بصحتك" . مجلة نيو ساينتست . تاريخ الاطلاع: 10 سبتمبر 2018 .
  50. ↑ "قد يكون غبار المريخ ضارًا بصحتك" .
  51. 1 2 3 4 كافانيا، جورجيا؛ ويليمز، بنسلفانيا؛ هيجلوند، كارولاينا الشمالية (يونيو 1998). "المشي على المريخ" . مجلة نيتشر . 393 (6686): 636. رمز Bibcode : 1998Natur.393..636C . doi : 10.1038/31374 . ISSN 0028-0836 . PMID 9641676. S2CID 4426244 .   
  52. 1 2 "ما مدى قوة الجاذبية على المريخ؟ - يونيفرس توداي" . يونيفرس توداي . 16-12-2016 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11-05-2018 .
  53. ↑ "اسأل عالم فلك" . كول كوزموس . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 مايو 2018 .
  54. 1 2 "تسلق الصخور على المريخ: محاكاة" . مجلة التسلق . تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 أغسطس 2018 .
  55. ١ ٢ ٣ "تسلق الجبال على سطح المريخ | SpaceRef - مرجعك الفضائي" . www.spaceref.com . ٢ أبريل ٢٠٠٨. تاريخ الاطلاع: ١٥ سبتمبر ٢٠١٨ .
  56. 1 2 "بدلة الفضاء هذه لاستكشاف المريخ هي مسألة رياضية تتعلق بتصميمها" . مجلة وايرد . تم الاطلاع عليها بتاريخ 10 سبتمبر 2018 .
  57. 1 2 3 4 5 كوهين، مارك (2000-08-01). "غرف معادلة الضغط لمركبات روفر" . سلسلة أوراق SAE التقنية . المجلد 1. الصفحات 776-5760. doi : 10.4271 / 2000-01-2389 .  
  58. ↑ كوهين، مارك م. (2000). "غرف معادلة الضغط الهوائية للمركبات الجوالة" . سلسلة أوراق SAE التقنية . المجلد 1. الصفحات 776-5760. doi : 10.4271 / 2000-01-2389 .  
  59. ↑ "الحكومة الأمريكية تصدر طلباً لوكالة ناسا: 'إيصال البشر إلى المريخ بحلول عام 2033'"" . المستقبلية . 2017-03-09 . تم الاسترجاع 2018-02-16 .
  60. 1 2 "الملابس الذكية على المريخ: بدلات الفضاء والأزياء الحساسة بيولوجيًا" . SKIIN . 2018-02-05 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2018-09-17 .
  61. 1 2 "تقديم بدلة الفضاء المستقبلية من ناسا، Z-1 (إنفوغرافيك)" . Space.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17-09-2018 .
  62. ↑ "Photo-jsc2004e18859" . spaceflight.nasa.gov . مؤرشف من الأصل بتاريخ 18 نوفمبر 2004. تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 يناير 2022 .
  63. ↑ "Photo-jsc2004e18853" . spaceflight.nasa.gov . مؤرشف من الأصل بتاريخ 17 نوفمبر 2004. تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 يناير 2022 .