Utvikling av romdrakter, del 4

Av Per Arne Marthinsen

Denne artikkelen er nummer fire i en serie på fem, som omhandler utviklingen av trykk- og romdrakter fra brødrene Wrights enkle drakt til og med romfergedrakten som ble tatt i bruk i 1981.

Planer for romprogrammet etter Apollo tok form allerede i 1964 på initiativ fra president Johnson. NASAs kontor for bemannet romfart ønsket å gjennomføre en bemannet reise til Mars; andre, med Wernher von Braun i spissen, ønsket å starte med et bemannet laboratorium, en romstasjon en kunne reise til med gjenbrukbare romferger. Det ble i 1967 bestemt at et romstasjonsprosjekt skulle gjennomføres.

Budsjettpress, inflasjon, Vietnamkrigen og miljøhensyn gjorde imidlertid at fremtidige romprogrammer kom i skyggen. President Nixon besluttet i 1970 å utsette en fremtidig romstasjon til fordel for romfergen. Apollo 18 og 19 ble kansellert, og den påtenkte romstasjonen ble redusert til Skylab.

Manned Orbiting Laboratory

I 1960-årene arbeidet det amerikanske luftforsvaret med studier av en permanent romstasjon. Tanken var at denne skulle fungere som en mellomstasjon for fremtidige reiser i rommet, samtidig som den skulle fungere som et jordobservatorium.

Luftforsvarets forrige program for bemannet romfart, kjent som Dyna-Soar eller X-20, ble kansellert sent i 1963. Bevilgningene til dette programmet ble overført til et program som skulle kombinere et modifisert Gemini-romfartøy og Titan-bæreraketten med et nyutviklet laboratorium. Dette skulle være en romstasjon hvor man i tillegg til forskning og jordobservasjoner skulle gjennomføre opphold utenfor romfartøyet, for korthets skyld kalt EVA (av Extravehicular Activity).

Den første oppskytingen var planlagt å finne sted i perioden 1967 til 1968. Kort fortalt planla man å skyte opp sylinderformede laboratorier med bæreraketter av typen Titan IIIC. På toppen av laboratoriet befant det seg et Gemini-fartøy med to astronauter. Etter oppskytingen skulle astronautene ta seg inn i laboratoriet gjennom en luke i Gemini-fartøyets varmeskjold og oppholde seg der i inntil 30 dager før de returnerte til Jorden med Gemini-fartøyet. Selve laboratoriet skulle etter endt oppdrag falle tilbake i jordatmosfæren.

Det amerikanske luftforsvaret ville på den tiden utvikle en ny lettvekts romdrakt. Mercury- og Gemini-draktene var uaktuelle, og den opprinnelige Apollo-drakten var bare konstruert for måneprogrammet. Draktkonstruktørene prøvde å redusere de negative effektene som følger av et lengre opphold i rommet. Noen av de problemene en så for seg var svekking av muskulaturen og blodomløpet. Studier viste betydningen av mosjon, kombinert med bruk av trykkputer på kroppen. Disse kan sammenlignes med en blodtrykksmåler som vi kjenner fra legebesøk, og gir gjennom belastning av musklene disse og hjertet noe å arbeide med.

Erfaringene fra EVAene i Gemini-prosjektet viste at «utendørs» arbeid tok på astronautene. Utmattelse var et alvorlig problem, og astronautene led av kalsium- og nitrogentap i muskulaturen. Dette var alvorlig nok dersom det gikk over lengre tid. Det var planlagt å utføre studier av dette problemet under MOL-oppholdene. Et viktig problem her var at det måtte en stram diett til for å kunne måle den fysiologiske svekkelsen. Studier av mineralbalansen er en nøyaktig prosedyre som bare kan gjennomføres under kontrollerte forhold. Nøyaktige studier om bord i MOL ville derfor være vanskelige å få til.

Et mål i utviklingen av romstasjonen var å skape et miljø hvor det var unødvendig å bruke trykkdrakter. I et miljø med en temperatur på 20 °C og en nitrogen-oksygen atmosfære på 34 kPa (5 psi) skulle det være mulig for astronautene å bare ha på seg lette bomullsdresser.

Hamilton Standard, som hadde vært hovedkontraktør for MOL-drakten siden 1967, hadde produsert en drakt som var enkel å ta av og på, men dessverre ble MOL kansellert i juli 1969. Grunnen var budsjettkutt. Flere av astronautene som trente til dette prosjektet ble overført til NASAs astronautkorps.

Skylab

22. juli 1969, bare to dager etter at Apollo 11 landet på Månen, fikk NASA beskjed om å se nærmere på et utvidet romlaboratorium basert på Apollo-komponenter. Navnet Skylab ble valgt.

Arbeidsmodulen skulle være en del av bæreraketten Saturn og bringes i bane av en Saturn V bærerakett. Under Gemini- og Apollo-ferdene måtte astronautene dekomprimere de relativt små kabinene før en EVA kunne gjennomføres. Dette var ikke praktisk med et så stort volum som Skylab representerte. I stedet ble det laget en sluse hvor det var plass til to astronauter. Dette gjorde at bare 5 % av Skylab-volumet ble dekomprimert før en EVA. Skylab hadde en atmosfære av nitrogen og oksygen fordi et lengre opphold i rent oksygen kunne skade astronautene.

Skylab var en totalt ny utfordring for konstruktørene. Tre besetninger skulle ved hjelp av et Apollo-fartøy besøke stasjonen. Hver av ferdene skulle omfatte minst én EVA. Skylab ble skutt opp i mai 1973, og var bemannet frem til februar 1974.

Astronautene brukte en modifisert A7LB Apollo-drakt under oppskytingen og under EVA. Trykkdrakten for EVA var tilkoblet romfartøyets miljøkontrollsystem. Siden lengre opphold utenfor romstasjonen ikke var nødvendige, regulerte miljøsystemet lufttrykket (26 kPa, eller 3,7 psi) så vel som vann, oksygen og nødvendig strøm.

Systemet var konstruert for å kunne motstå temperaturer fra -117 °C til 136 °C. Miljøsystemet var omtrent identisk med det som ble brukt under Gemini-EVAer, bortsett fra at Gemini-drakten holdt et trykk på 34 kPa (5 psi) og var luftkjølt.

Skylab-drakten hadde fleksible ledd ved knær, håndledd, skuldre og albuer for å sikre god bevegelighet og spare astronauten for unødig bruk av energi. For å sørge for at den var lett å ta av og på var den utstyrt med flere sett med glidelåser.

I tillegg til denne nye, integrerte lettvektsdrakten, som var dekket med et termisk meteorittbelegg, brukte astronauten en hjelm med et ytre skall.

Hjelmen hadde to visirer og to skjermer for å beskytte øynene fra siden, og i tillegg en skjerm for å beskytte mot direkte sollys. Denne var montert på det ytre skallet. Solvisiret, som var belagt med gull, reflekterte solvarmen og -lyset. Det indre visiret skulle, i motsetning til det ytre, holde på varmen. Dette ble også brukt uten solvisiret i områder uten sol. Visirene og skjermene kunne justeres i forhold til miljøet astronautene befant seg i, enten det var på sol- eller skyggesiden.

Et nytt ventilasjonssystem fjernet kroppsvarmen under EVA. Undertøyet hadde påsydde kjølerør som sirkulerte vann fra miljøsystemet over kroppen, senket kroppstemperaturen og førte det varme vannet tilbake gjennom kjølesystemet for å brukes på nytt.

Støvlene astronautene brukte under Skylab-EVAer var laget av materialet som ble brukt i Integrated Thermal Micrometeoroid Garment. (Se tidligere artikler i serien.)

Drakten var oppsatt med to par hansker, hansker for bruk i romstasjonen med et enkelt beskyttende belegg og en gummistruktur som formet seg etter hånden. De hadde også et termisk overtrekk. Den ytre delen av hansken var laget av et metallisk stoff, belagt med et gummiaktig silikonbelegg på fingertuppene for å gi termisk og mekanisk beskyttelse.

Skylab-mannskapene var de første til å bruke vanlige overtrekksdresser i stedet for EVA-draktene under tilbakevending og landing. Drakten var laget av et brannsikkert materiale. Buksene kunne gjøres om til shorts ved hjelp av et glidelåssystem. Siden det ikke var mulig å vaske tøy om bord, ble brukte klær stuet bort.

Skylab-oppdragene

Bæreraketten Saturn Vs siste oppdrag var å få Skylab opp i bane den 14. mai 1973. Mannskapet på Skylab 2, det første til å besøke romstasjonen, var om bord i 28 dager etter en problemfri oppskyting den 25. mai.

Skylab 3-astronautene logget 59 dager fra juli til august i 1973. Det siste mannskapet, Skylab 4, hadde et opphold på 84 dager fra november 1973 til februar 1974. Alle Skylab-mannskapene gjennomførte kritiske EVAer der de måtte reparere og vedlikeholde stasjonen og hente inn eksperimenter som var festet på utsiden av den. Den modifiserte Apollo-drakten ble benyttet under nesten 42 timer med EVA. Drakten hadde ingen problemer med å møte kravene som var satt til den.

Apollo-Sojuz-prosjektet

Apollo-epoken nærmet seg slutten. Etter mange år med sterk konkurranse var russerne og amerikanerne kommet på bedre tanker når det gjaldt utnyttelsen av deres romteknologi. Noen fornuftige sjeler i NASA hadde allerede i 1970 tatt kontakt med russerne om et felles romprosjekt. En avtale ble signert i 1972. Prosjektet fikk betegnelsen Apollo-Sojuz-testprosjekt, eller ASTP.

Siden det ikke var planlagt noen EVA i dette prosjektet, trengte astronautene bare én romdrakt under hele ferden. NASA valgte en modifisert utgave av A7L med et spesielt overtrekk. Den fikk betegnelsen A7LB. Det eneste problemet som ble rapportert med denne drakten var en lekkasje under en test. Problemet ble raskt isolert, og en mindre modifisering ble gjort.

Kosmonautene i dette prosjektet brukte en myk trykkdrakt hvor hjelmen var en del av drakten. Hanskene kunne fjernes. Kroppstemperaturen ble holdt på riktig nivå ved hjelp av et kjølesystem hvor rør var sydd utenpå undertøyet. Trykkdrakten var satt sammen av fire lag: To lufttette lag, et mellomlag og et sikkerhetslag. Det ytre laget fungerte som et varmeskjold. Fleksibiliteten i drakten var et produkt av det elastiske materialet og gasstrykket i undertøyet. Under de fleste aktiviteter om bord brukte amerikanerne kjeledresser lik dem som ble brukt om bord i Skylab. Kosmonautene brukte også kjeledresser. Materialet i disse måtte også kunne brukes i den atmosfæren som var om bord i Apollo.

Fordi alle materialer måtte være brannsikre, utviklet russerne et materiale som fikk navnet Lola. Dette stoffet var amerikanernes materialer langt overlegent. Dersom en brann skulle oppstå i drakten ville den slukkes av seg selv. Stoffet som ble brukt i de amerikanske dressene kunne brenne, selv om det ville skje sakte. Hver kosmonaut hadde tilgang til en ulljakke under drakten, dersom det skulle være nødvendig. Støvlene til kosmonautene var av lær og hadde et belegg av det brannsikre materialet Lola.

Mannskapene fullførte sine felles og individuelle oppdrag uten problemer under sammenkoblingen i juli 1975. Dette var siste gang et Apollo-fartøy og en Apollo-romdrakt var i bruk.

Tekster til illustrasjoner brukt i artikkelen

Denne Hamilton Standard-drakten var bygget for å brukes om bord i og utenfor Skylab. Selv om drakten hadde perfekt mobilitet, ble den aldri fullstendig utviklet. NASA valgte Apollo ILC drakten som allerede var i sluttfasen av sin utvikling.

Figurene viser tegninger av A7LB, mellomdrakten i Skylab og drakten for EVA.

Russiske ASTP-drakter på rad og rekke ved kosmonautenes treningssenter i Stjernebyen rett utenfor Moskva.