Светът на тестовете за сила и оцеляване е свят, в който хората и желязото владеят. Изпитвателната лаборатория в изследователския център за транспорт в Охайо е отекна зала с размерите на добър хангар. Почти няма къде да седнете, а наличните седалки са от голи метали без тапицерия. Помещението е почти празно - само в средата е монтирана тестова шейна и няколко инженери в очила, които постоянно крачат нагоре-надолу с чаши за кафе в ръце. Почти цялата цветова схема на стаята се състои от оранжеви и червени петна - това са предупредителни знаци и аварийни светлини.
Нашият починал изглежда почти у дома си. Той е облечен (нека да го наречем "предмет F") небесносини гащи и без риза - сякаш се отпуска в собствения си апартамент. Изглежда наистина дълбоко отпуснат - както трябва да има истински починал. Той се отпусна отново на стола, накуцвайки ръце по бедрата. Ако нашият F беше жив, сега щеше да е доста нервен. След няколко часа сгъстеният въздух ще избута тежкото бутало с нежността на дъбов блок, точно под седалката, към която е привързан F. В същото време тестерите ще могат да регулират както силата на удара, така и положението на стола, в зависимост от това към кой конкретен експеримент е насочен. Днес инженерите работят за НАСА с новата капсула за кацане на Orion, симулирайки как ще падне от космоса в океана. Мистър Ф играе ролята на астронавт в този експеримент.
В превозните средства за повторно пътуване всяко кацане е тест за здравина. За разлика от космическата совалка, която трябва да бъде заменена от Orion със своята бустерна ракета, тази капсула за повторно пускане няма крила или никакви кацащи. Не идва от космоса - просто пада. (Ако президентът Обама успее да затвори програмата „Съзвездие“, единствената цел на капсулата „Орион“би била просто да падне на земята и да се използва като спасителен кораб за спешна евакуация на екипажа на МКС.) орбита обаче тяхната сила не е достатъчна, за да омекоти кацането. Когато капсулата навлезе в горната атмосфера,широкото и плоско дъно ще забави постепенно сгъстяващия се въздух. Голямото влачене трябва да забави падането на капсулата до тези скорости, когато ще бъде възможно отварянето на парашута, без да се страхуват, че той ще се счупи.
Хуманоиден тестов манекен във военновъздушната база Райт-Патерсън. Той седи в шейна за изпитване на удар, която имитира формата на седалката на капсулата Orion.
След това капсулата плавно ще се спусне в океана и ще полети сравнително леко във водата. Въздействието ще бъде като незначителен пътен инцидент - от 2 до 3g, максимум 7g.
За да се смекчи този последен удар, беше избрано приземяването върху водата, но и тук има трудности. Океанът е непредсказуем. Какво става, ако в момента на кацане капсулата получи страничен удар от висока вълна? Оказва се, че пътниците му се нуждаят от защита не само от претоварвания, свързани с пряко вертикално падане, но и от странични удари и дори от падане с главата надолу.
Но какъвто и да е трикът, който океанът хвърля, трябва да сме сигурни, че екипажът на капсулата остава безопасен и здрав. За целта тук, в изследователския център, специални манекени се преобръщат отново и отново върху шейната на ударна тестова платформа в столове от кораба „Орион“. Напоследък в тези експерименти се използват и истински трупове. Информацията, получена с помощта на специализирани манекени, е недостатъчна. Твърдият им дизайн е много полезен за анализ на челни или странични удари, поради което те са толкова популярни при автомобилните производители. Но за да се оцени как въздействието в момента на кацане може да въздейства върху костния скелет или меките тъкани на човек, е много желателно изследователите да провеждат експерименти върху истински човешки тела. Те се намират сред тези, дарени за нуждите на науката. Изпитванията, описани тук, са резултат от сътрудничество между три организации: изпитвателен център, НАСА и изследователската лаборатория за биомеханика на биомаханиката (OSU) на Държавния университет в Охайо.
Аварии на състезания в НАСКАР като тази на Карл Едуардс на 26 април 2009 г. са добър пример за това какво очаква астронавтите, когато капсулата Орион кацне трудно.
Промоционално видео:
Живите и мъртвите
Работейки с мъртвите, служителите на НАСА се чувстват малко неловко. Те не използват думата "труп" в документите си. Вместо това в обращение беше въведен евфемизъм - „посмъртен човешки обект“. Мъртвите тела се озовават там, където собствениците им никога не са мечтали да се качат - на корабите Challenger, Columbia, Apollo1. Въпреки това младите хора гледат на това много по-лесно. Ето двама студенти до Subject F чатене и кикотене, докато разплитат дълги проводници от товарните клетки, монтирани точно в костите на Subject F. В техните очи този труп е в един вид междинна област от живота. Това вече не е човек, но също така не е просто парче неодушевена тъкан. Те говорят за него като за нещо оживено, но не го третират като нещо, което е способно да изпитва болка.
Темата F сега седи във висок метален стол до релсите на шоковото бутало. Yun-Seok Kang, абитуриент от OSU, застава зад него и използва ален ключ, за да постави електронния блок с ръчен часовник право в отворения му гръбначен стълб. Заедно с динамичните сензори за стрес, тези устройства ще измерват силите, действащи върху тялото при удара. Ръкавиците на Кан са лъскави от мазнини. Тук има много от него, защото от него се изплъзват пръсти, работата на Канг не върви добре. Той се забърква повече от половин час. В същото време мъртвецът остава безкрайно спокоен.
Така че, необходимо е да се подготвите за непредсказуеми удари от всяка посока - тази ситуация има добра аналогия - инцидент при автомобилно състезание. През април 2009 г. състезателят на NASCAR Карл Едуардс се блъсна в друга кола, докато летеше със скорост 320 км / ч. Апаратът му излетя във въздуха и, като се тупна, като монета, хвърлена за късмет, се блъсна в стената. След това Едуардс, сякаш нищо не се е случило, излезе от колата и се измъкна от сцената без проблеми. Как е възможно? Да цитирам статия от списанието на Stapp Car Crash Journal: "Всичко се отнася до правилно оразмерения и плътно обвит пашкул за пилота." Нека обърнем внимание на избора на думи - в него пише не "седалка", а "пашкул". Задачата за спасяването на човек от непредвидими удари не се различава много от задачата да опаковате крехка ваза, разчитайки на дълго пътуване. Не можете да предвидите коя страна на товарача ще хвърли вазата ви отзад,следователно той трябва да бъде защитен от всички страни. В състезателните автомобили седалките се правят за измерване на всеки пилот. Закопчава се с каишка за талия, две презрамки и презрамка за гърди (минаваща между краката). Системата HANS (опора за глава и шия) предпазва главата да не се движи напред, а вертикалните опорни ролки отстрани на седалката пазят главата и гърба от потрепване наляво или надясно.
НАСА наскоро се отказа от използването на седалки за състезателни автомобили като ориентир за капсулата Orion. Първо, ездачите все още се возят седнали, не отстъпващи. За астронавтите, особено за тези, които вече са прекарали известно време в космоса, това не е най-добрият вариант. Легналото положение е не само по-малко опасно - то също се застрашава срещу загуба на съзнание. Когато се изправим, вените в краката ни се стягат и не позволяват на цялата кръв да се стича надолу. Ако астронавтът прекара няколко седмици в нулева гравитация, този защитен механизъм просто е изключен. Тук обаче има друг проблем. „Поставихме седалката от състезателната кола на гърба, поставихме теста в нея и го помолихме да се изправи сам“, казва Дъстин Хомерт, експерт на НАСА за оцеляване на екипажа. "Човекът се чувстваше като костенурка, обърната на гърба си."
Имаше и опасения, че сложната система за предпазен колан, използвана на състезания като NASCAR, може значително да забави процедурата по освобождаване и астронавтът няма да може да напусне капсулата Orion навреме. За да разрешат този проблем, Хомерт и колегите му проведоха няколко експеримента, използвайки стандартни тестови манекени за автомобили, използвайки само каишки за глава. Хомерт ми предложи да снимам как се държат тези манекени, облечени в обикновени дрехи от супермаркета. Лоши манекени! Превъртайки видеото в бавно движение, Омърт обяснява: „Тук главата остава на мястото си и цялото тяло се движи напред. Вече се страхувахме, че манекенът ще бъде напълно развален. Като компромис беше избран вариант с опростени презрамки.
И ето още едно предизвикателство, с което се сблъсква астронавтът. Прикрепени към скафандъра му са куп маркучи - въздуховоди, фитинги, кабели, ключове и конектори. Необходимо е да сте сигурни, че твърдите части на скафандъра няма да повредят меките тъкани на астронавта по време на твърдо кацане. За това „предмет F“беше облечен във вид имитация на скафандър - много различни пръстени бяха залепени за него с лепяща лента на различни части на шията, раменете и бедрата. Тези пръстени имаха за цел да имитират гъвкавостта или шевовете, зашити в костюма. И още едно притеснение притеснява изпитателите: в случай на кацане на неговата страна, един от пръстените на системата за гъвкавост на скафандъра (осигуряваща на астронавта достатъчно мобилност) може да се опре на страничната опорна ролка и да я притисне в ръката с такава сила, че да е възможно дори фрактура на костта.
Седалката Тема F в стол, монтиран на ударна шейна, не е лесна. Представете си да вкарате мъртъв пиян приятел в такси. Двама ученици поддържат F на бедрата, а един на гърба. F лежи с повдигнати крака, - човек лежи по същия начин, ако столът му внезапно се счупи на задните си крака. Процесът се ръководи от Джон Болт, лаборатория по биомеханика на травмата на OSU. Той вика на учениците: "Едно, две, три!" Буталният бутал е насочен към дясната страна на "обект F", тоест през нормалното движение. Това е най-опасното от всички посоки.
Когато необезопасената глава се люлее отстрани, мозъкът се забива вътре в черепа. Това много деликатно вещество се подлага на периодично компресиране и разтягане по време на такъв удар. Тежки странични удари могат да доведат до мозъчно нараняване, кръвоизлив, оток и в крайна сметка до кома и смърт.
Подобни неща се случват със сърцето. Сърце, пълно с кръв, може да тежи триста грама. Наоколо има много място и при страничен удар, той може да се люлее свободно отстрани, прибирайки аортата. Ако тежко сърце се дърпа твърде силно по аортата, те могат да се отдръпнат една от друга. "Руптура на аортата" - това е присъдата на Хомерт.
И сега "тема F" е готова. Качихме се горе да гледаме какво се случва от контролния панел. Море от светлини пламна и се чу силна въздишка. Нищо твърде драматично. Тъй като сгъстеният въздух върши цялата работа тук, тестът за ударни шейни е изненадващо тих, без шум в трясък. Освен това всичко се случва толкова бързо, че едва ли забелязвате нещо с окото си. Целият процес е заснет с ултра висока скорост на кадрите. Тогава всичко това може да се изследва внимателно при бавно движение.
Притиснахме се към екрана. Ръката на субекта F се повдига под презрамката - точно там, където е премахната допълнителната лента за гърдите. Изглежда, че ръката има допълнителна става и тя се огъва там, където не трябва да се огъва ръката. "Това не е добре", се чува коментар на някой.
Subject F получи хит, съответстващ на 12-15g. Точно това е линията, при която сериозната контузия е почти неизбежна. Размерът на щетите, получени от жертвата, зависи не само от силата на удара, но и от времето на излагане. А самото ускорение също зависи от времето, необходимо за спиране. Ако, да речем, автомобил спре рязко, след като се удари в стена, за частица от секундата водачът може да премине през претоварвания от 100гр. Ако една и съща кола има смачкана качулка (а в наши дни подобна функция за безопасност вече не е рядкост), спирането се удължава с течение на времето и върховият товар ще достигне, да речем, само десет g. Тази опция оставя много шансове за оцеляване.
Учениците поставят Тема F на носилка и се зареждат в микробус. В медицинския център на OSU той ще бъде сканиран и рентгенов. Разпечатките, рентгенографиите и резултатите от аутопсията ще покажат всички щети, причинени от удара, допринасяйки за общата информация от знания, която ще помогне на бъдещите астронавти да не повтарят съдбата на „предмет F“в стола на космическия си кораб.
© 2010 Мери Роуч. Откъс от Packing forMars: Любопитната наука за живота в празнотата, публикувана на 2 август 2010 г. от WWNorton. Преведено от Андрей Ракин.
Мери Роуч
