Svet skúšok sily a prežitia je svetom, v ktorom vládnu ľudia a železo. Skúšobné laboratórium vo výskumnom stredisku v Ohiu je ozvučná sála veľkosti dobrého hangáru. Nie je takmer kam sedieť a dostupné sedadlá sú holé kovové bez čalúnenia. Izba je takmer prázdna - len uprostred boli inštalované skúšobné sánky na hrbole a niekoľko technikov, ktorí nosili okuliare, neustále chodili hore a dole, hrnčeky na kávu v rukách. Takmer všetky farebné schémy miestnosti pozostávajú z oranžových a červených škvŕn - sú to výstražné značky a núdzové svetlá.
Náš zosnulý vyzerá takmer ako doma. Má na sebe (povedzme mu „predmet F“) nebesky modré spodky a žiadne tričko - akoby odpočíva vo vlastnom byte. Vyzerá skutočne hlboko uvoľnene - ako mal skutočný zosnulý. Rozprestrel sa späť na stoličke a mal ochabnuté ruky na bokoch. Keby bol náš F nažive, bol by teraz dosť nervózny. Po niekoľkých hodinách stlačený vzduch tlačí statný piest s citlivosťou dubového bloku priamo pod sedadlo, ku ktorému je pripevnený F. Zároveň budú testeri schopní prispôsobiť silu nárazu aj polohu stoličky v závislosti od toho, na čo je konkrétny experiment zameraný. Dnes inžinieri pracujú pre NASA s novou pristávacou kapsulou Orion, simulujúcou, ako padne z vesmíru do oceánu. F hrá v tomto experimente úlohu astronauta.
V prípade vozidiel so spätným chodom je každé pristátie testom pevnosti. Na rozdiel od raketoplánu, ktorý má nahradiť Orion s posilňovacou raketou, nemá táto reentry kapsula žiadne krídla ani podvozok. Nepochádza z vesmíru - iba padá. (Ak sa prezidentovi Obamovi podarí ukončiť program konštelácie, jediným účelom kapsuly Orion by bolo jednoducho spadnúť na zem a použiť sa ako záchranný čln na núdzovú evakuáciu posádky ISS.) obežnej dráhy však ich sila nestačí na zmäkčenie pristátia. Keď kapsula vstúpi do hornej atmosféry,jeho široké a ploché dno spomalí postupne zahusťujúci vzduch. Veľký odpor by mal spomaliť pád kapsuly na tie rýchlosti, keď bude možné otvoriť padák bez strachu, že sa zlomí.
Humanoidná testovacia figurína na základni vzdušných síl Wright-Patterson. Sedí v nárazových testovacích saniach, ktoré napodobňujú tvar sedla kapsuly Orion.
Potom bude tobolka hladko klesať do oceánu a relatívne jemne klesne do vody. Dopad bude ako malá dopravná nehoda - od 2 do 3 g, maximálne 7 g.
Bolo zvolené pristátie na vode, aby sa zmiernil posledný úder, ale aj tu sú problémy. Oceán je nepredvídateľný. Čo keď v momente pristátia dostane kapsula bočný náraz z vysokej vlny? Ukazuje sa, že jeho cestujúci potrebujú ochranu nielen pred preťažením spojeným s priamym vertikálnym pádom, ale aj pred bočnými nárazmi a dokonca pred pádom hore nohami.
Ale nech už trik oceán hádže, musíme si byť istí, že posádka kapsuly zostáva v bezpečí a zdravá. Na tento účel sa vo výskumnom stredisku sem a tam znova a znova navíjajú špeciálne figuríny na saniach nárazovej testovacej súpravy na stoličkách z lode Orion. Nedávno sa v týchto experimentoch použili aj skutočné mŕtvoly. Informácie získané pomocou špecializovaných figurín sú nedostatočné. Ich tuhá konštrukcia je veľmi užitočná pri analýze čelných alebo bočných nárazov, a preto sú u výrobcov automobilov tak obľúbené. Je však žiaduce, aby vedci uskutočňovali experimenty s pravými ľudskými telami, aby sa vyhodnotilo, ako môže vplyv v okamihu pristátia pôsobiť na kostnú kostru alebo mäkké tkanivá osoby. Nachádzajú sa medzi tými, ktorí sa venovali potrebám vedy. Tu opísané pokusy sú výsledkom spolupráce medzi tromi organizáciami: testovacím zariadením, NASA a Laboratórnym výskumným laboratóriom Trauma Biomechanics Research Laboratory v štáte Ohio State University (OSU).
Nehody na pretekoch NASCAR, ako napríklad Carl Edwards, 26. apríla 2009, sú dobrým príkladom toho, čo čaká astronautov, keď bude kapsula Orion tvrdo pristáť.
Propagačné video:
Živí a mŕtvi
V spolupráci s mŕtvymi sa zamestnanci NASA cítia trochu trápne. Vo svojich dokumentoch nepoužívajú slovo „mŕtvola“. Namiesto toho bol do obehu zavedený eufemizmus - „posmrtný ľudský predmet“. Mŕtve telá skončia tam, kde ich majitelia nikdy nesnili o tom, že sa dostanú na lode Challenger, Columbia, Apollo1. Mladí ľudia sa na to však pozerajú oveľa jednoduchšie. Tu sú dvaja študenti vedľa chatu a smiechu predmetu F, keď rozmotávajú dlhé drôty zo snímačov zaťaženia namontovaných priamo v kostiach predmetu F. Táto mŕtvola je podľa nich v určitej strednej oblasti života. Toto už nie je človek, ale nielen kus neživého tkaniva. Hovoria o ňom ako o niečom animovanom, ale nepovažujú ho za niečo, čo je schopné pociťovať bolesť.
Subjekt F teraz sedí vo vysokej kovovej stoličke vedľa koľajníc s otrasmi. Yun-Seok Kang, postgraduálny študent OSU, stojí za ním a pomocou imbusového kľúča namontuje elektronickú jednotku veľkosti náramkových hodiniek priamo do svojej otvorenej chrbtice. Spolu so snímačmi dynamického namáhania tieto zariadenia zmerajú sily pôsobiace na telo pri náraze. Kangove rukavice sú lesklé tukom. Je ich tu veľa, pretože mu prepadli prsty, Kangova práca však nejde dobre. Už sa hádal viac ako pol hodiny. Zároveň mŕtvy muž zostáva nekonečne pokojný.
Preto je potrebné pripraviť sa na nepredvídateľné údery z akéhokoľvek smeru - táto situácia má dobrú analógiu - nehoda v automobilovom závode. V apríli 2009 pretekár NASCAR Carl Edwards narazil do iného automobilu pri rýchlosti 320 km / h. Jeho aparát letel do vzduchu a padal, ako mince hodená pre šťastie, narazil do steny. Potom Edwards, akoby sa nič nestalo, vystúpil z auta a bez problémov odvalil scénu. Ako je to možné? Citovať článok z časopisu Stapp Car Crash Journal: „Ide o pilota o správne dimenzovanej a pevne obalenej kukle.“Venujme pozornosť voľbe slov - hovorí to nie „miesto“, ale „kokon“. Úloha zachrániť človeka pred nepredvídateľnými údermi sa príliš nelíši od úlohy zabaliť krehkú vázu a počítať na dlhej ceste. Nemôžete predpovedať, na ktorú stranu nakladač hodí vázu do chrbta,preto musí byť chránený zo všetkých strán. V pretekárskych automobiloch sú sedadlá určené na mieru každému pilotovi. Upevňuje sa pásom, dvoma ramennými popruhmi a prsným popruhom (prechádzajúcim medzi nohami). Systém HANS (podpora hlavy a krku) zabraňuje trhaniu hlavy dopredu a zvislé oporné valčeky na bokoch sedadla bránia trhnutiu hlavy a chrbta vľavo alebo vpravo.
NASA nedávno zrušila použitie závodných autosedačiek ako referenciu pre kapsulu Orion. Po prvé, jazdci stále jazdia v sede, nie v polohe. Pre astronautov, najmä tých, ktorí už nejaký čas strávili vo vesmíre, to nie je najlepšia voľba. Poloha v ľahu nie je len menej nebezpečná, ale tiež chráni pred stratou vedomia. Keď vstaneme, žily v našich nohách sa napnú a zabraňujú toku krvi. Ak astronaut strávi niekoľko týždňov nulovou gravitáciou, tento obranný mechanizmus sa jednoducho vypne. Je tu však ďalší problém. "Položili sme sedadlo zo závodného auta na chrbát, vložili sme do neho testovaný subjekt a požiadali ho, aby sa postavil na vlastnú päsť," hovorí Dustin Homert, odborník na prežitie posádky NASA. "Ten chlap sa cítil ako korytnačka otočená na chrbte."
Existovali tiež obavy, že zložitý systém bezpečnostných pásov používaný na pretekoch, ako je NASCAR, by mohol výrazne oddialiť postup uvoľnenia a astronaut nebude schopný opustiť kapsulu Orion včas. Na vyriešenie tohto problému Homert a kolegovia uskutočnili niekoľko experimentov s použitím štandardných testovacích figurín s použitím iba popruhov na podporu hlavy. Homert navrhol, aby som vyfotil, ako sa tieto figuríny oblečené v bežných šatách zo supermarketu správajú. Zlé figuríny! Homert posúva video spomalene a vysvetľuje: „Tu zostáva hlava na svojom mieste a celé telo sa pohybuje vpred. Už sme sa báli, že figurína bude úplne rozmaznaná. ““Ako kompromis bol zvolený variant so zjednodušenými ramennými popruhmi.
A tu je ďalšia výzva, ktorej čelia astronauti. K jeho skafandru je pripojených veľa hadíc - vzduchovody, armatúry, káble, vypínače a konektory. Je potrebné zabezpečiť, aby tvrdé časti skafandra nepoškodili mäkké tkanivá astronauta počas tvrdého pristátia. Z tohto dôvodu bol „predmet F“oblečený ako napodobenina skafandru - k nemu bolo prilepených veľa rôznych prsteňov lepiacou páskou na rôznych častiach krku, ramien a bokov. Tieto prstene mali napodobňovať pružnosť alebo švy šité do obleku. A ešte jedna starosť o testerov: v prípade pristátia na jeho boku, jeden z krúžkov flexibilného systému skafandru (ktorý poskytuje astronautovi dostatočnú pohyblivosť) môže spočívať na bočnom podpornom valci a tlačiť ho do ramena takou silou, že je dokonca možná zlomenina kosti.
Sedenie predmetu F na stoličke pripevnenej na bicích saniach nie je ľahké. Predstavte si, ako mŕtveho opitého priateľa v taxíku. Dvaja študenti podporujú F na bokoch a jedného na chrbte. F leží so zdvihnutými ohnutými nohami, - osoba leží približne rovnakým spôsobom, ak sa stolička náhle zlomí v zadných nohách. Tento proces vedie John Bolt, laboratórium Trauma Biomechanics Laboratory. Kričí na študentov: „Jeden, dva, tri!“Posunovač piestu je zameraný na pravú stranu "subjektu F", to znamená normálnym pohybom. Toto je najnebezpečnejší zo všetkých smerov.
Keď sa nezaistená hlava otočí zo strany na stranu, mozog visí vnútri lebky. Táto veľmi chúlostivá látka sa počas takého nárazu periodicky stláča a predlžuje. Závažné vedľajšie účinky môžu viesť k poraneniu mozgu, krvácaniu, opuchom a nakoniec kóme a smrti.
Podobné veci sa dejú srdcu. Srdce plné krvi môže vážiť tristo gramov. V okolí je veľa priestoru a pri bočnom náraze sa môže voľne otáčať zo strany na stranu a trhať aortu. Ak sa ťažké aorty priťahujú príliš silno na aorte, môžu sa od seba odtiahnuť. „Roztrhnutie aorty“- toto je Homertov verdikt.
A teraz je „predmet F“pripravený. Išli sme hore po schodoch a sledovali sme, čo sa deje z ovládacieho panela. Rozsvietilo sa more svetiel a hlasno povzdychlo. Nič príliš dramatické. Pretože stlačený vzduch tu vykonáva všetku prácu, nárazová skúška je prekvapivo tichá bez hluku. Okrem toho sa všetko deje tak rýchlo, že si takmer vôbec nevšimnete ničomu. Celý proces sa filmuje pri extrémne vysokej snímkovej frekvencii. Potom to všetko môže byť starostlivo preskúmané v spomalenom filme.
Držali sme sa obrazovky. Rameno subjektu F sa zdvihne pod ramenný popruh - presne tam, kde bol odstránený ďalší hrudný pás. Vyzerá to, že ruka má ďalší kĺb a ohýba sa tam, kde sa nemá ruka ohýbať. „To nie je dobré,“ozve sa niekto komentár.
Subjekt F dostal pozitívny nález zodpovedajúci 12 - 15 g. To je presne línia, v ktorej je vážne zranenie takmer nevyhnutné. Výška škody, ktorú obeť dostala, závisí nielen od sily úderu, ale aj od času vystavenia. A samotné zrýchlenie závisí aj od času potrebného na zastavenie. Ak povedzme, že auto náhle zastaví po náraze na stenu, vodič môže za zlomok sekundy prejsť preťažením 100 g. Ak má ten istý automobil pokrčenú kapotu (a v súčasnosti tieto bezpečnostné prvky už nie sú raritou), brzdenie sa časom predlžuje a maximálne zaťaženie dosiahne napríklad desať g. Táto možnosť ponecháva veľa šancí na prežitie.
Študenti položia predmet F na nosidlá a naložia sa do dodávky. V OSU Medical Center bude skenované a röntgenované. Výtlačky, röntgenové snímky a potom pitevné výsledky ukážu všetky škody spôsobené nárazom a prispejú k všeobecnému vedomiu, ktoré pomôže budúcim astronautom, aby neopakovali osud predmetu F v kresle svojej kozmickej lode.
© 2010 Mary Roach. Výňatok z balenia forMars: The Curious Science Of Life in the Void, publikovaný 2. augusta 2010 spoločnosťou WWNorton. Preložil Andrey Rakin.
Mary Roach