Verden av tester for styrke og overlevelse er en verden der mennesker og jern styrer. Testlaboratoriet ved Ohio Transportation Research Center er en ekkohall på størrelse med en god hangar. Det er nesten ingen steder å sitte, og de tilgjengelige setene er bare metall uten møbeltrekk. Rommet er nesten tomt - bare en støt-test-slede installert midt i midten, og noen få ingeniører i vernebriller, som stadig tråkker opp og ned med kaffekrus i hendene. Nesten alt av fargeskjema i rommet består av oransje og røde flekker - dette er advarselsskilt og nødlys.
Vår avdøde ser nesten hjemme. Han har på seg (la oss kalle ham "emne F") himmelblå underbukser og ingen skjorte - som om han slapper av i sin egen leilighet. Han ser virkelig dypt avslappet ut - som en ekte avdød burde ha. Han spredte seg tilbake i stolen, med halte hendene på hoftene. Hvis F-en vår var i live, ville han være ganske nervøs nå. Etter et par timer vil trykkluften skyve det heftige stempelet, med ømheten til en eikblokk, rett under setet som F er festet til. Samtidig vil testerne kunne justere både påvirkningskraften og stolens plassering, avhengig av hva et bestemt eksperiment er rettet mot. I dag jobber ingeniører for NASA med den nye landingskapselen Orion, og simulerer hvordan den ville falle fra verdensrommet i havet. Mr. F spiller rollen som en astronaut i dette eksperimentet.
I reentry-kjøretøy er hver landing en styrkeprøve. I motsetning til romfergen, som skal erstattes av Orion med sin boosterrakett, har denne reentry-kapsel ingen vinger eller noe landingsutstyr. Den kommer ikke fra verdensrommet - den bare faller. (Hvis president Obama lykkes med å lukke Constellation-programmet, ville Orion-kapselens eneste formål å være å slippe til bakken og bli brukt som en livbåt for nødevakuering av ISS-mannskapet.) bane, men deres kraft er ikke nok til å myke opp landingen. Når kapsel kommer inn i den øvre atmosfæren,den brede og flate bunnen vil bremse den gradvis tykende luften. Stor dra bør bremse kapselens fall til de hastighetene når det vil være mulig å åpne fallskjermen uten frykt for at den vil gå i stykker.
En humanoid testdummy ved Wright-Patterson Air Force Base. Den sitter i en slåttest-slede som etterligner formen på Orion-kapselsetet.
Etter dette vil kapselen jevnt ned i havet og floppe relativt forsiktig i vannet. Påvirkningen vil være som en mindre trafikkulykke - fra 2 til 3g, maksimalt 7g.
Det var for å dempe dette siste slaget at landingen på vannet ble valgt, men også her er det vanskeligheter. Havet er uforutsigbart. Hva om kapselet i øyeblikket lander en sideinnvirkning fra en høy bølge? Det viser seg at passasjerene trenger beskyttelse ikke bare mot overbelastning forbundet med direkte vertikalt fall, men også mot sidekollisjoner og til og med mot å falle opp ned.
Men uansett hvilket triks havet kaster, må vi være sikre på at kapselmannskapet forblir trygt og forsvarlig. For å gjøre dette, her, i forskningssenteret, blir spesielle dummier rullet om og om igjen på sleden på en perkusjonstestrigg i stoler fra Orion-skipet. Nylig har det også blitt brukt ekte lik i disse eksperimentene. Informasjonen innhentet ved hjelp av spesialiserte dummier er utilstrekkelig. Deres stive design er veldig nyttig for å analysere påvirkninger på front eller side, og derfor er de så populære blant bilprodusenter. Men for å vurdere hvordan virkningen i landingsøyeblikket kan virke på beinskjelettet eller bløtvevet til en person, er det høyst ønskelig for forskere å utføre eksperimenter på ekte menneskekropper. De finnes blant dem som er gitt til vitenskapens behov. Forsøkene som er beskrevet her, er resultatet av et samarbeid mellom tre organisasjoner: et testanlegg, NASA, og Ohio State University (OSU) Trauma Biomechanics Research Laboratory.
Ulykker ved NASCAR-løp, som Carl Edwards 26. april 2009, kan tjene som et godt eksempel på hva som venter astronauter når Orion-kapsel hardt lander.
Salgsfremmende video:
De levende og de døde
Arbeidet med de døde, NASA-ansatte føler seg litt vanskelig. De bruker ikke ordet "lik" i sine dokumenter. I stedet ble en eufemisme introdusert i omløp - "postume menneskelig gjenstand". Døde kropper havner der eierne deres aldri drømte om å komme seg - på skipene Challenger, Columbia, Apollo1. Imidlertid ser unge mennesker på dette mye enklere. Her er to elever ved siden av fag F og chatter mens de løsner lange ledninger fra lastceller montert rett i fag F's bein. I deres øyne ligger dette liket i et slags mellomområde i livet. Dette er ikke lenger en person, men heller ikke bare et stykke livløst vev. De snakker om ham som noe animert, men de behandler ham ikke som noe som er i stand til å oppleve smerte.
Emne F sitter nå i en høy metallstol ved siden av støtdempeskinnene. Yun-Seok Kang, en doktorgradsstudent fra OSU, står bak ham og bruker en unbrakonøkkel for å passe en elektronisk enhet med armbåndsur rett i den åpne ryggraden. Sammen med dynamiske stresssensorer vil disse enhetene måle kreftene som virker på kroppen ved påvirkning. Kang hansker er blanke av fett. Det er mye av ham her, på grunn av at fingrene sklir, går ikke Kangs arbeid bra. Han har rotet i over en halv time. Samtidig forblir den døde mannen uendelig rolig.
Så det er nødvendig å forberede seg på uforutsigbare slag fra hvilken som helst retning - denne situasjonen har en god analogi - en ulykke i et autoløp. I april 2009 styrtet NASCAR-syklisten Carl Edwards inn i en annen bil mens han flyr i 320 km / t. Apparatet hans fløy opp i luften, og tumlet, som en mynt kastet for lykke, styrtet inn i veggen. Etter det kom Edwards, som om ingenting hadde skjedd, ut av bilen og hobblet bort fra åstedet uten problemer. Hvordan er dette mulig? For å sitere en artikkel fra Stapp Car Crash Journal: "Det handler om riktig størrelse og tett innpakket kokong for piloten." La oss ta hensyn til valg av ord - det står ikke "sete", men "kokong". Oppgaven med å redde en person fra uforutsigbare slag er ikke mye forskjellig fra oppgaven med å pakke en skjør vase, regne med på en lang reise. Du kan ikke forutsi hvilken side lasteren som kaster vasen din i ryggen,derfor må den beskyttes fra alle sider. I racerbiler er setene laget for å måle for hver pilot. Den er festet med en midjestropp, to skulderstropper og en brystrem (passerer mellom bena). HANS (Head and Neck Support) -systemet forhindrer hodet i å bevege seg skarpt fremover, og de vertikale støtterullene på sidene av setet holder hodet og ryggen fra å rykke til venstre eller høyre.
NASA trakk nylig bruken av racerbilseter som referanse for Orion-kapsel. For det første sykler fremdeles sittende, ikke liggende. For astronauter, spesielt de som allerede har brukt litt tid i verdensrommet, er dette ikke det beste alternativet. Liggestillingen er ikke bare mindre farlig - den sikrer også mot bevissthetstap. Når vi reiser oss, strammes venene i beina og forhindrer at alt blodet strømmer ned. Hvis en astronaut bruker flere uker i null tyngdekraft, er denne forsvarsmekanismen ganske enkelt slått av. Imidlertid er det et annet problem her. "Vi satte setet fra racerbilen på baksiden, satte testemnet i det og ba ham om å stå opp på egen hånd," sier Dustin Homert, NASAs ekspert på mannskapsoverlevelse. "Fyren føltes som en skilpadde snudd på ryggen."
Det var også bekymring for at det kompliserte sikkerhetsbeltesystemet som ble brukt på løp som NASCAR, kunne betydelig utsette frigjøringsprosedyren og astronauten ikke ville kunne forlate Orion-kapselen i tide. For å løse dette problemet gjennomførte Homert og kollegene flere eksperimenter ved bruk av standard biltest-dummier med bare hodestøttestropper. Homert foreslo at jeg skulle ta bilder av hvordan disse mannequinene, kledd i vanlige klær fra supermarkedet, oppfører seg. Fattige mannequiner! Bla gjennom videoen i sakte film, forklarer Homert: “Her forblir hodet på plass, og hele kroppen beveger seg fremover. Vi var allerede redd for at dummy skulle bli helt bortskjemt. Som kompromiss ble det valgt en variant med forenklede skulderstropper.
Og her er nok en utfordring astronauten står overfor. Festet på romdrakten hans er en haug med slanger - luftekanaler, beslag, kabler, brytere og kontakter. Det er nødvendig å være sikker på at de harde delene av romdrakten ikke skader astronautets myke vev under en hard landing. For dette var "emne F" kledd i en slags etterligning av en romdrakt - mange forskjellige ringer ble limt på ham med klebebånd på forskjellige deler av nakken, skuldrene og hoftene. Disse ringene var ment å etterligne fleksibiliteten eller sømmene som ble sydd inn i drakten. Og en bekymring til bekymring bekymrer testerne: i tilfelle landing på sin side, kan en av ringene i romfarts fleksibilitetssystem (som gir astronauten tilstrekkelig bevegelighet) hvile mot den laterale støtterullen og presse den inn i armen med en slik kraft at til og med et beinbrudd er mulig.
Å sitte fag F i en stol montert på en perkusjonsslede er ikke lett. Se for deg å få en død beruset venn inn i en taxi. To elever støtter F på hoftene, og en på ryggen. F ligger med bøyde ben hevet, - en person ligger omtrent på samme måte hvis stolen plutselig går i bakbenene. Prosessen ledes av John Bolt, OSUs Trauma Biomechanics Laboratory. Han roper til studentene: "En, to, tre!" Stempel skyveren er rettet mot høyre side av "emne F", det vil si på tvers av den normale bevegelsen. Dette er den farligste av alle retninger.
Når det usikrede hodet svinger fra side til side, dingler hjernen inni hodeskallen. Dette veldig delikate stoffet gjennomgår periodisk komprimering og tøyning under et slikt slag. En alvorlig bivirkning kan føre til hjerneskade, blødning, ødem og til slutt koma og død.
Lignende ting skjer med hjertet. Et hjerte fullt av blod kan veie tre hundre gram. Det er god plass rundt, og i en sidepåvirkning kan den svinge fritt fra side til side, rive aorta. Hvis et tungt hjerte trekker for hardt i aorta, kan de trekke seg fra hverandre. "Ruptur av aorta" - dette er Homerts dom.
Og nå er "emne F" klart. Vi gikk oppover for å se hva som skjedde fra kontrollpanelet. Et hav av lys blusset opp og det var et høyt sukk. Ingenting for dramatisk. Fordi trykkluft gjør alt arbeidet her, er slede-testen overraskende stille, uten krasjstøy. I tillegg skjer alt så raskt at du knapt legger merke til noe med øyet. Hele prosessen er filmet med en ekstremt høy bildefrekvens. Da kan alt dette undersøkes nøye i sakte film.
Vi klamret oss fast til skjermen. Motivet F løftes under skulderremmen - akkurat der den ekstra brystremmen er fjernet. Det virker som om hånden har en ekstra ledd og den bøyer seg der hånden ikke er ment å bøye seg. "Dette er ikke bra," høres noens kommentar.
Emne F fikk en hit tilsvarende 12-15g. Dette er nettopp linjen der alvorlig skade er nesten uunngåelig. Mengden skade skadet av offeret avhenger ikke bare av slagkraften, men også av eksponeringstidspunktet. Og selve akselerasjonen avhenger også av tiden som kreves for å stoppe. Hvis for eksempel en bil stopper brått etter å ha truffet en vegg, kan sjåføren i løpet av et sekund gå gjennom en overbelastning på 100 g. Hvis den samme bilen har en sammenkrøllet hette (og i disse dager er en slik sikkerhetsfunksjon ikke lenger en sjeldenhet), forlenges bremsingen over tid, og toppbelastningen vil nå, si, bare ti g. Dette alternativet gir mange sjanser til å overleve.
Studentene plasserer emne F på en båre og laster i en varebil. På OSU Medical Center vil den bli skannet og røntget. Utskrifter, røntgenbilder og deretter obduksjonsresultater vil vise alle skader forårsaket av påvirkningen, og bidra til den generelle kunnskapskroppen som vil hjelpe fremtidige astronauter med å ikke gjenta skjebnen til "emne F" i stolen for deres romfartøy.
© 2010 Mary Roach. Utdrag fra Packing forMars: The Curious Science Of Life in the Void, utgitt 2. august 2010 av WWNorton. Oversatt av Andrey Rakin.
Mary Roach
