Svět zkoušek síly a přežití je světem, kde vládnou lidé a železo. Zkušební laboratoř ve výzkumném středisku Ohio Transport Research Center je ozvěnou haly velikosti dobrého hangáru. Není téměř kam sedět a dostupná sedadla jsou holá kovová bez čalounění. Místnost je téměř prázdná - přímo uprostřed byla instalována zkušební sáňka a několik inženýrů v brýlích, kteří neustále chodili nahoru a dolů s hrnky na kávu v ruce. Téměř všechny barevné schéma místnosti se skládá z oranžové a červené skvrny - to jsou výstražné značky a nouzová světla.
Náš zesnulý vypadá téměř doma. Má na sobě (řekněme mu „předmět F“) nebesky modré kalhoty a žádné tričko - jako by odpočíval ve svém vlastním bytě. Vypadá opravdu hluboce uvolněně - jak měl skutečný zesnulý. Roztáhl se zpět na židli a měl ochablé ruce v bok. Kdyby byl náš F naživu, byl by teď docela nervózní. Po několika hodinách stlačený vzduch tlačí statný píst s něžností dubového bloku přímo pod sedadlo, ke kterému je připevněn F. Zároveň budou testeři schopni nastavit sílu nárazu i polohu křesla v závislosti na tom, na co je konkrétní experiment zaměřen. Dnes inženýři pracují pro NASA s novou přistávací kapslí Orion, která simuluje, jak dopadne z vesmíru do oceánu. Pan F hraje v tomto experimentu roli astronauta.
U vozidel s návratem je každé přistání testem pevnosti. Na rozdíl od kosmického raketoplánu, který má být nahrazen Orionem s jeho pomocnou raketou, nemá tato reentry kapsle žádná křídla ani podvozek. Nepochází z vesmíru - prostě padá. (Pokud se prezidentovi Obamovi podaří uzavřít program souhvězdí, jediným účelem kapsle Orion by bylo jednoduše spadnout na zem a použít se jako záchranný člun pro nouzovou evakuaci posádky ISS.) obíhat, ale jejich síla nestačí k změkčení přistání. Když kapsle vstoupí do horní atmosféry,jeho široké a ploché dno zpomalí postupně zahušťující vzduch. Velký odpor by měl zpomalit pád tobolky na ty rychlosti, kdy bude možné otevřít padák bez obav, že se zlomí.
Humanoidní testovací figurína na základně Wright-Patterson Air Force Base. Sedí v nárazových zkušebních sánech, které napodobují tvar sedadla Orion.
Poté bude tobolka hladce klesat do oceánu a relativně jemně klesne do vody. Dopad bude jako malá dopravní nehoda - od 2 do 3 g, maximálně 7 g.
To bylo zmírnit tuto poslední ránu, že bylo vybráno přistání na vodě, ale i zde jsou problémy. Oceán je nepředvídatelný. Co když v okamžiku přistání dostane kapsle boční náraz z vysoké vlny? Ukazuje se, že cestující potřebují ochranu nejen před přetížením spojeným s přímým svislým pádem, ale také před bočními nárazy a dokonce před pádem vzhůru nohama.
Ale ať už trik oceánu hází, musíme si být jisti, že posádka kapsle zůstává v bezpečí a zdravá. Za tímto účelem se zde ve výzkumném středisku znovu a znovu převalují speciální figuríny na saních nárazové zkušební stolice v křeslech z lodi Orion. Nedávno byly v těchto experimentech použity skutečné mrtvoly. Informace získané pomocí specializovaných figurín jsou nedostatečné. Jejich tuhá konstrukce je velmi užitečná pro analýzu čelních nebo bočních nárazů, a proto jsou u automobilek tak oblíbené. Aby bylo možné posoudit, jak může dopad v okamžiku přistání působit na kostní kostru nebo měkké tkáně člověka, je vysoce žádoucí, aby vědci prováděli experimenty na pravých lidských tělech. Nacházejí se mezi těmi, kteří věnovali potřebám vědy. Zde popsané zkoušky jsou výsledkem spolupráce mezi třemi organizacemi: zkušebním zařízením, NASA a výzkumnou laboratoří Trauma Biomechanics Research Laboratory v Ohio State University (OSU).
Nehody na závodech NASCAR, jako je například Carl Edwards dne 26. dubna 2009, mohou posloužit jako dobrý příklad toho, co astronauti čekají, když Orion kapsle tvrdě přistane.
Propagační video:
Živí a mrtví
Ve spolupráci s mrtvými se zaměstnanci NASA cítí trochu trapně. Ve svých dokumentech nepoužívají slovo „mrtvola“. Místo toho byl do oběhu zaveden eufemismus - „posmrtný lidský předmět“. Mrtvá těla končí tam, kde jejich majitelé nikdy nesnili o tom, jak se dostat - na lodě Challenger, Columbia, Apollo1. Mladí lidé se však na to dívají mnohem snadněji. Zde jsou dva studenti vedle chatování a chechtání předmětu F, když rozepínají dlouhé dráty od snímačů zatížení namontovaných přímo v kostech subjektu F. V jejich očích je tato mrtvola v jakémsi přechodném prostoru života. To už není člověk, ale také nejenom kus neživé tkáně. Mluví o něm jako o něčem animovaném, ale nepovažují ho za něco, co je schopné zažít bolest.
Subjekt F nyní sedí ve vysoké kovové židli vedle kolejnic s tlumicími písty. Yun-Seok Kang, postgraduální student OSU, stojí za ním a pomocí imbusového klíče zasune do své otevřené páteře elektronickou jednotku velikosti náramkových hodinek. Spolu s dynamickými senzory napětí budou tato zařízení měřit síly působící na tělo při nárazu. Kangovy rukavice jsou lesklé tukem. Je jich tu spousta, protože kvůli jeho proklouznutí prstů Kangova práce nejde dobře. Už se hádal už více než půl hodiny. Zároveň mrtvý muž zůstává nekonečně klidný.
Je tedy nutné se připravit na nepředvídatelné rány z jakéhokoli směru - tato situace má dobrou analogii - nehoda v automobilovém závodě. V dubnu 2009 narazil závodník NASCAR Carl Edwards do jiného automobilu při rychlosti 320 km / h. Jeho aparát letěl do vzduchu a padal, jako mince hodená pro štěstí, narazil do zdi. Poté, Edwards, jako by se nic nestalo, vystoupil z auta a bez problémů odfoukl scénu. Jak je tohle možné? Chcete-li citovat článek z časopisu Stapp Car Crash Journal: „Je to všechno o správně dimenzovaném a pevně obaleném kokonu pro pilota.“Věnujme pozornost výběru slov - neříká to „místo“, ale „kokon“. Úkol zachránit člověka před nepředvídatelnými údery se příliš neliší od úkolu zabalit křehkou vázu a počítat na dlouhou cestu. Nemůžete předvídat, na kterou stranu nakladač hodí vaši vázu do zad,proto musí být chráněna ze všech stran. V závodních autech jsou sedadla vyrobena na míru každému pilotovi. Upevňuje se pásem, dvěma ramenními popruhy a prsním popruhem (procházejícím mezi nohama). Systém HANS (podpora hlavy a krku) zabraňuje trhání hlavy dopředu a vertikální opěrné válečky na stranách sedadla chrání hlavu a záda, aby trhaly doleva nebo doprava.
NASA nedávno zrušila použití závodních autosedaček jako reference pro kapsli Orion. Nejprve jezdci stále jezdí v sedě, ne se sklopí. Pro astronauty, zejména pro ty, kteří již strávili nějaký čas ve vesmíru, to není nejlepší volba. Ležící pozice je nejen méně nebezpečná, ale také chrání před ztrátou vědomí. Když vstaneme, žíly v našich nohou se napnou a zabrání se tak, aby veškerá krev stékala dolů. Pokud astronaut stráví několik týdnů v nulové gravitaci, je tento obranný mechanismus jednoduše vypnut. Zde je však další problém. "Umístili jsme sedadlo ze závodního auta na záda, vložili jsme do něj testovaný předmět a požádali ho, aby se postavil na vlastní pěst," říká Dustin Homert, expert na přežití posádky NASA. "Ten chlap se cítil jako želva otočená na zádech."
Existovaly také obavy, že složitý systém bezpečnostních pásů používaný na závodech, jako je NASCAR, může výrazně zpozdit postup uvolňování a astronaut nebude schopen včas opustit kapsli Orion. K vyřešení tohoto problému Homert a jeho kolegové provedli několik experimentů s použitím standardních testovacích figurín s použitím pouze popruhů na podporu hlavy. Homert navrhl, abych vyfotil, jak se tyto figuríny oblečené v běžných šatech ze supermarketu chovají. Špatné figuríny! Homert vysvětluje zpomaleným pohybem a vysvětluje: „Tady hlava zůstává na svém místě a celé tělo se pohybuje vpřed. Už jsme se báli, že figurína bude úplně rozmazlená. “Jako kompromis byla vybrána varianta se zjednodušenými ramenními popruhy.
A tady je další výzva, které astronaut čelí. K jeho skafandru je připojena hromada hadic - vzduchové kanály, armatury, kabely, spínače a konektory. Je nutné zajistit, aby tvrdé části skafandru nepoškozovaly měkké tkáně astronauta během tvrdého přistání. Za tímto účelem byl „předmět F“oblečen do jakési napodobeniny skafandru - k němu bylo přilepeno mnoho různých prstenů pomocí lepicí pásky na různých částech jeho krku, ramen a boků. Účelem těchto prstenců bylo napodobit pružnost nebo švy šité do obleku. A ještě jednou se obávají testerů: v případě přistání na boku může jeden z prstenů flexibilního systému skafandru (který poskytuje astronautovi dostatečnou pohyblivost) spočívat na postranním podpůrném válci a tlačit jej do paže takovou silou, že je možná i zlomenina kosti.
Posezení předmětu F v křesle namontovaném na bicí saně není snadné. Představte si, jak se do taxi dostane mrtvý opilý přítel. Dva studenti podporují F na bocích a jeden na zádech. F leží se zvednutými nohami zvednutými - člověk leží stejným způsobem, pokud se jeho křeslo najednou zlomí v zadních nohách. Tento proces je veden John Bolt, OSU Trauma Biomechanics Laboratory. Křičí na studenty: „Jeden, dva, tři!“Posunovač pístu je zaměřen na pravou stranu "subjektu F", tj. Přes normální pohyb. Toto je nejnebezpečnější ze všech směrů.
Když se nezajištěná hlava otáčí ze strany na stranu, mozek visí uvnitř lebky. Tato velmi jemná látka podléhá během takového úderu periodickému stlačování a roztahování. Vážné vedlejší účinky mohou vést k poškození mozku, krvácení, otokům a nakonec kómatu a smrti.
Podobné věci se stávají v srdci. Srdce plné krve může vážit tři sta gramů. V okolí je spousta prostoru a při bočním nárazu se může volně otáčet ze strany na stranu a trhat aortu. Pokud těžké srdce táhne aortu příliš silně, mohou se od sebe odtáhnout. „Roztržení aorty“je Homertův výrok.
A nyní je „předmět F“připraven. Šli jsme nahoru a sledovali, co se děje z ovládacího panelu. Rozzářilo se moře světel a ozvalo se hlasité povzdechnutí. Nic příliš dramatického. Protože stlačený vzduch zde vykonává veškerou práci, je zkouška nárazovými saněmi překvapivě tichá, bez nárazového hluku. Kromě toho se všechno děje tak rychle, že si svým okem téměř nic nevšimnete. Celý proces je filmován s velmi vysokou snímkovou frekvencí. To vše pak lze pečlivě prozkoumat zpomaleným pohybem.
Drželi jsme se obrazovky. Paže subjektu F se zvedne pod ramenní popruh - přesně tam, kde byl odstraněn další hrudní pás. Vypadá to, že ruka má další kloub a ohýbá se tam, kde se ruka nemá ohýbat. „To není dobré,“slyší někdo komentář.
Subjekt F obdržel zásah odpovídající 12-15g. To je přesně linie, kde je téměř nevyhnutelné vážné zranění. Výše škody, kterou oběť obdrží, závisí nejen na síle úderu, ale také na době expozice. A samotné zrychlení závisí také na době potřebné k zastavení. Pokud se například auto náhle zastaví po nárazu na zeď, za zlomek vteřiny může řidič projít přetížením 100 g. Pokud má stejné auto zmačkanou kapotu (a tato bezpečnostní funkce již není neobvyklá), brzdění se časem prodlouží a maximální zatížení dosáhne například tuctu g. Tato možnost ponechává mnoho šancí na přežití.
Studenti umístí předmět F na nosítka a načtou se do dodávky. V OSU Medical Center bude naskenováno a rentgenováno. Výtisky, rentgenové snímky a výsledky pitev ukazují všechny škody způsobené dopadem a přispívají k obecnému množství znalostí, které budoucím astronautům pomohou opakovat osud "subjektu F" v křesle jejich kosmické lodi.
© 2010 Mary Roach. Výňatek z balení forMars: The Curious Science Of Life in the Void, publikovaný 2. srpna 2010 společností WWNorton. Přeložil Andrey Rakin.
Mary Roachová